大学物理创新实验论文(精选19篇)

时间:2023-12-07 08:34:15 作者:琉璃

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大学物理实验教学分析的论文

:大学物理实验是大学生在高校从事科学实验的起步,因此,如何通过该课程培养大学生良好的实验素养是一个值得深思的课题。此文以该校工科大学物理实验教学为例,首先阐述了当前低年级学生在实验素养方面存在的不足之处。其次,针对前面提及的几个问题提出解决方案,即培养学生严谨的实验态度和迎难而上的实验精神,培养学生系统的实验思想和良好的实验习惯以及增强学生的主观能动性。

物理学是一门建立在实验基础上的学科,因此,物理实验在物理学的发展中起到举足轻重的作用。高校作为国家培养人才的基地,源源不断地向社会各个领域输送人才。因此,高等教育历来受到各界人士关注,历经改革,目的是更好地为国家培养结构合理、素质优良的优秀人才,不断满足社会需求。优良的实验素养是各类人才应该具备的素质,然而,良好的科学素质的培养不是一蹴而就的,而是潜移默化的过程。大学物理实验这门课程则是学生大学期间从事科学实验的起步,其宗旨是让同学掌握基本的实验知识和基本实验方法以及培养学生的实验技能和实验素养。因此,大学物理实验教学改革一直受到广大高校教师的重视和研究[1-5],实验教学手段日趋多样化,水平随之提高。然而,当前大学物理实验教学仍然存在一些问题需要进一步解决。以该校工科大学生为例,笔者在教学中发现当前低年级大学生缺乏一定的实验素养。科学的实验素养对于大学生日后的学习深造或工作具有深远影响,学生一旦拥有良好的实验素养,会受益无穷。因此,该文目的是从严谨的实验态度和迎难而上的实验精神、系统实验思想的建立、良好实验习惯的养成以及较强的主观能动性的形成等方面来浅显地谈谈低年级大学生实验素养的`培养。

分析认为当前该校低年级大学生在实验素养方面主要存在以下几个方面的不足。(1)缺乏严谨的实验态度。笔者在实验教学中发现只有少数学生会主动注重实验结果的合理性,认真多次做实验,直至得到合理结果;而多数学生则是做完实验,记录得到实验数据,就算大功告成,急于离开实验室。(2)缺乏迎难而上的实验精神。从多年来的选课结果来看,学生普遍喜欢选做容易操作的实验,尽量回避操作相对较难的光学实验。而且,自从去年个人选课系统启用后,光学实验越发受冷落,其中,以分光计测光栅常数和分光计测三棱镜玻璃折射率这两个实验最为典型。如果有其它实验可选的情况下,选这两个实验的同学很少。(3)相对系统的实验思想尚未形成。学生实验思想的形成不是一蹴而就的,需要长时间的积累。经典性实验、认知性实验、综合性和设计性等各类实验都能培养学生的实验思想,但笔者认为综合性和设计性实验更能训练学生的思维方式。以磁悬浮导轨动力学实验为例,笔者发现学生缺乏基本的实验思想,如分组思想等。在磁悬浮导轨上可以做多项内容,其中有一项实验内容是研究速度和位移的关系,因为研究两个量之间的关系,就不能允许其他物理量变化,即初速度和加速度不能改变。虽然课上强调,少数同学在实验中仍然会改变初速度和加速度,实验数据杂乱无章,不能进行数据分析。(4)良好的实验习惯尚未养成。良好的实验习惯不仅决定着实验的成败,而且对学生日后的工作或进一步深造有着深远影响。好的实验习惯有很多,如:勤记数据、思考、仔细观察实验现象等。这里仍然以磁悬浮实验中的速度和位移关系研究为例,该项内容通常要求学生记录5组数据进行研究,但是,学生经常会做错一组或几组,需要重做。如果学生记录的数据齐全,只需把做错的实验重做即可;遗憾的是少数同学有时忘记记录斜坡的倾角,致使5组实验全部重做,费时费力。(5)主观能动性发挥不足。由于经典性实验、简单验证性和认知性实验偏多,而且实验步骤写得比较详细,学生只要按照实验讲义上的内容一步一步地操作,就能轻松地得到实验结果。这使得学生在实验过程中不爱思考,只是机械地记录数据,甚至不主动分析实验数据是否合理。此外,在实验操作中,学生常显得束手束脚,在实验步骤上不敢做改进的尝试,极少有实验方法的创新。

针对上述大学物理实验教学中存在的问题,为了更好地培养大学生的科学实验素养,应该合理地安排实验,课上加强引导,多方位多角度地培养学生的实验能力和实验技巧。分析认为可以从以下几个方面着手。(1)师生共同努力培养学生严谨的实验态度。培养学生严谨的实验态度需要师生的共同努力,教师需要耐心引导,学生需要积极配合、认真对待。以双棱镜干涉实验为例,为了测量入射光的波长,第一步需要测出干涉条纹间距,然后测量像距及其他参量。如果第一步结果出错,最终的结果必然是错的。为了及时发现错误,教师可以中途检查所有同学的第一步实验结果,结果正确的同学才可以进行下一步操作。这样就可以把错误扼杀在摇篮里。而且仍要告诉同学第一步出错很容易造成待测光波长不是可见光,实验结果严重偏离事实。再比如,分光计测光栅常数的实验中,学生因不知道衍射角的几分偏差会对实验结果有什么影响,常常不在意这个误差,教师可以告诉几分误差最终会造成多大误差,引起同学重视。当教师发现同学实验数据错误需要让其要重做时,温和的语气可能比命令的口吻要好一点,通过课上的点点滴滴来培养学生正确的实验态度。(2)教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。针对前面提到的学生不爱选较难实验的这一现象,笔者认为教师可以从正面加以引导。一是教师在绪论课上可以告诉同学,较难的实验更利于培养个人的动手能力。如分光计实验虽然难,但可以提高动手能力,且促进学生理解理论课所学内容。二是在教师课后与学生谈心的过程中,可以从自身的学习体会中对学生加以引导。必要时,可以将学生不太爱选做的实验设置成必修实验,加以有效的督促。(3)增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。学生实验思想的培养是一个全面系统的工程,需要对实验进行精挑细选,多方位多角度对学生进行训练和引导,甚至单单一门大学物理实验课程难以完成此重任。各类实验都能从不同角度、不同层次培养学生的实验思想,其中设计性和综合性实验更能培养学生的思想。分析认为,可以挑选原理和内容相对简单的综合性实验来培养一些朴素而又重要的实验思想。例如:磁悬浮导轨动力学实验内容和原理虽然简单,学生高中就学过,但其中暗含重要的实验思想,如:分组思想等。在实验中如何研究两个物理量之间的关系,如何才能减小实验误差,如何能够快速检查实验结果的合理性,如何找出实验错误的原因,都需要一定的实验思想作指导。然而,实验思想不是通过一个实验就能形成,需要做多个实验,进行多次训练。因此,可以适当选一些原理和内容相对简单实验来训练学生的思维方式。为什么要选原理简单、内容为学生熟悉的实验呢?因为实验原理较难,学生的重心容易转向实验原理的理解,短短三节课既要理解原理,又要训练实验思想不太现实。比较可行的办法是弱化原理本身,在课堂教学中把重心放在各种实验思想的培养上。至于开设哪些实验需要进一步地调研。为了促进学生实验思想更好地形成,可以开设选修实验或创新实验,将大学生科研训练和大学物理实验相结合,让学生根据自己专业或爱好进行选题,自主设计实验内容。然后教师在实验过程中对学生进行实验内容或实验方案的调整。(4)教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。培养学生良好的实验习惯,不是朝夕之功,需要实验教师在课堂教学中潜移默化地熏陶培养。通过一、两个实验不可能培养出良好的实验习惯,实验习惯的养成需要教师长期的点滴指导,发现学生实验中表现出的不良习惯,需要教师随时随地的指正,如学生不善于记录数据时,告诉同学为什么要尽可能地多记实验条件;学生不爱思考时,给他提几个问题思考;学生不爱观察实验现象时,给他说明为什么要注重实验现象的观察;学生粗心大意时,给他说明认真细致的重要性。(5)放开手、充分调动学生的主观能动性。在实验中赋予学生更多的自由,将会有助于学生主观能动性的发挥。实验步骤写得过于详细,不利于学生主观能动性的调动。当然,在上学期开出的实验中,详细的步骤也是必须的,毕竟学生此前受过的实验训练不多。但随着学生实验次数的增加和实验能力的提高,一方面可以增加一些选作实验项目,不给详细的实验步骤,给同学留有思考的空间;另一反面,教师可以根据课堂进度提出一些小问题,让学生思考并解决。改变教师授课为主的方式,采用互动授课方式。比如,每个实验都暗含着一个设计思想,对于设计相对简单的实验,教师可以提出问题:“同学们,如果让你们来设计这个实验,你们怎么设计呢?”。让同学思考片刻,或畅谈自己的方法后,最后教师给出答案。这样,可以有效激发同学思考,增强其实验的主人翁意识。此外,建议学生在小结里写出自己做实验的感受以及对实验方法和实验仪器进行改进的方法等,也可以调动学生的积极性。

综上所述,该文阐述了当前低年级大学生在实验素养方面的不足之处,提出培养学生素养的探讨方案,归纳为以下几点:(1)师生共同努力培养学生严谨的实验态度。(2)教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。(3)增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。(4)教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。(5)放开手、充分调动学生的主观能动性。

大学物理实验教学改革与创新的论文

摘要:本文通过对国内外大学物理实验现状的分析,比较国内外教学模式,针对我国大学物理实验具体现状,在教学模式、教学方法以及最后成绩的评估等方面提出了改进意见,以具体实验为例进行具体分析,并且给出具体解决办法,通过把学习主动权交还给学生来激发学生学习热情,以达到提高大学物理实验课程质量的目的。

关键词:物理实验;教学模式;传统教学;教学改革;教学方法;评估模式。

一、概述。

物理学是自然科学中最重要,最活跃的带头学科之一,也是许多新兴学科、交叉学科和新技术学科产生、成长、发展的基础和前导。大学物理实验是对理工科专业学生开设的一门基础必修课,是理工科大学学生进入大学后接触的第一个系统的实验训练,是对学生进行科学实验基本训练的开端。该课旨在使学生获得基本的实验知识、方法和技能方面的训练,是后续课程的实验基础,是提高实验能力和综合素质培养的重要起点。

二、国内外现状。

国外对于物理实验非常重视,鼓励学生有自己的见解和思考,所以国外的大学物理实验在教学内容上,基本属于设计性实验,且与实践紧密结合。注重为学生提供足够的条件,由学生选择实验题目,查阅资料,查找实验原理,确定实验步骤和实验方法,再测量数据,分析实验结果。国内越来越多的高校把大学物理实验课作为独立课程开设,对大学物理实验课的重视也日益得到加强。无论从教学理念、实验内容还是教学形式、实验手段,都在进行全方位的改革。近年来,由于科学技术进步所带来的实验仪器进步以及教育部开展的精品课程建设,实验室示范中心建设,使我国许多高校的大学物理实验课程的整体水平提高较快,与发达国家大学的差距日益缩短。国内目前主流的实验教学模式是:老师讲解,学生做实验,再完成报告。这种方式的优点是能提高实验效率,保证绝大部分学生在规定的时间内完成实验,但却容易使学生养成课前不认真预习(甚至不预习),听老师讲完后一边看书一边做实验的习惯,所谓做实验就是测数据,至于实验的真正目的是什么,为什么要这么做,学生根本不愿去思考;另一方面,老师对实验成绩的评定也主要是以数据或报告为主,缺乏对实验过程的评价,这也是导致学生重结果、轻过程、甚至为了成绩而去伪造数据的重要因素。

(一)教学模式的改革。

由于我校的现状特殊,每学期上课学生人数都很多,现在上课采取模式是,学生自由选课,老师负责固定的实验室,这样有利于仪器维护和维修,但因为学生不固定,老师没办法进行教学改革和学习效果跟踪。如果实验教学也可以和理论教学一样,让老师负责固定的教学班,并且带完这个教学班所有的实验,这样老师就可以认识每一个学生,也可以根据每堂课每个学生的表现,深入了解他们对大学物理实验这么课的认知程度,也可以了解他们的学习习惯和能力,从而可以给出相应的教学方法。例如,在“示波器调整与使用”这个实验中,我们在教学的时候,按照实验目的,让学生掌物示波器的基本调整方法、工作模式、掌物用示波器观察信号的方法以及示波器各功能和按钮。从课堂教学效果来看,学生都可以掌物,但是下课以后他们只会完成实验报告,过一度时间以后,就有可能忘记。因为示波器不光在大学物理实验中应用非常广泛,在各个专业实验方面也是常常涉及,所以如果跟班教学,老师可以细细观众每个孩子掌物情况,对于那些稍有欠缺的同学,在以后每次讲到关于示波器的实验中,重点提醒和指导,以达到巩固的目的,以便在以后的实验中熟练使用示波器。

(二)教学方法的改革。

现有的传统教学模式,老师讲解实验原理、实验仪器和步骤,最后学生按照固定模式和方式一步一步完成实验,记录原始数据,再计算数据和误差分析。整个过程,学生都在按照老师的要求按部就班地完成实验,否则就有可能在规定时间里完成不了实验,这样的传统教学根本不可能激发学生的学习积极性和主动性,更不要说激发学生的自主创新了。采取跟班教学后,老师可以根据本班学生实际情况采取多样化的教学方法,如,给出实验题目,学生自己查资料,自己设计实验步骤和方法,以激发学生的学习热情;也可以把学生分成多个小组,进行小组讨论,交流学习,发挥同伴学习的效果;也可以把学生分成两个大组,给出实验现象,让他们进行正反方辩论;还可以翻转课堂,给出教学视频,课前通过教学视频自学,课堂提问解决问题,诸如此类的教学方法,可以根据本班学生的实际情况不断改革和创新,在吸引学生自主学习的同时,可以从中发掘学生的才能,还可以为每年的大学物理实验竞赛提前选拔人才。例如,在“重力加速度测量”这个实验中,给出设计要求:要求重力加速度的相对不确定度小于0.5%,即/g0.5%,然后要求学生根据设计要求,通过查询资料,确定出实验方法,推导出测量需要的公式,然后根据提供的测量工具进行仪器选择和比较。最后给出一套完整的测量方法,并且验证所采取的方法是否符合设计要求,如果不符合又该怎么改进。在这个实验中,我们不仅是可以让学生自己动手查资料,设计测量方法,还可以根据实验过程中出现的各种问题进行讨论。比如重力加速度的测量方法有很多,单摆法、复摆法、自由落体法等,在我们的.实验中用的哪种方法,为什么;仪器选择也可以讨论,钢卷尺,钢直尺等,每一种仪器也有多种最小分度值的,我们究竟该选择哪种仪器。通过学生之间的讨论,发挥相互学习相互帮助的优势,互相促进。又比如在“杨氏弹性模量的测量”这个实验中,无论老师如何细心耐心讲解,最后在仪器调整过程中,很多同学还是花很多时间才能找到标尺的像,这样课堂时间也不够,很多同学都不可能在规定的时间内完成实验,最后就变成恶性循环,编数据,抄数据。鉴于这样的情况,老师可以事先录制一个简短视频,把调整仪器的方法、要点,步骤等,以及如果某一步未调好,可能出现的现象等,都一一反应在视频中。学生课前预习时,除了预习书本上的理论知识,还要观看视频,这样在课堂,学生调节仪器的过程时,对仪器调节已经有一个基本的了解了,在实际操作中,才可以做的又快又准。

(三)多元化的评估模式。

传统教学之后就是期末考试,我们的实验教学现有考试模式就是笔试和操作。采取多元化教学模式之后,我们与之对应的就应该是多元化的评估模式。除了笔试和操作,老师还可以根据学生平时学习的情况,给出多样化的评估方法。如第一学期结束时,由于学生还处在从高中学习过度到大学学习的过程,老师可以给出一个新的实验题目,让学生通过查资料完成一份完整的报告,包括原理、方法、步骤和数据处理、误差分析;也可以让学生写出本学期的学习心得体会;也可以让学生写调研报告,对教学的改革建议。第二学期结束时,学生已经适应大学学习,也已经掌物了大学物理实验的基本技能和方法,所以这个学期的期末考试,老师可以适当增加难度,可以给出一个实验现象,让学生自己通过现象判断对错,并且给出理由以及相关报告,也可以让学生自己拟定题目,进行创新实验,从实验方法、原理、仪器改进和实验构建等方面给出完整的报告,老师再从中选择一些可行的方案,进一步指导学生进行实验的创新和改革。以上方案并不是孤立的,老师在教学过程中,可以根据学生的具体情况,把多种评估方式结合使用。

四、结束语。

科学实验在科学技术的发展中起着关键的作用,在人们认识自然、开拓和探索新的科技领域中,实验是一种不可缺少的方式。作为研究自然界物质运动最基本最普遍形式的物理学,其形成和发展是以实验为基础的,由此可见物理实验的重要性。所以我们要打破传统的固定教学模式,通过对大学物理实验教学模式和方法以及最后成绩评估的改革,把学习的主动权交还给学生,让每一个学生都可以积极地投入到学习中,这样不仅可以调动学生的积极性和创新性,同样可以调动老师的积极性,老师也不再墨守成规按照老规矩教学,而是可以接收国内外先进的教学理念和模式,最大限度地发挥自己专长的同时,调动学生的积极性和创新性,在教与学的过程中达到双赢的效果。

参考文献。

[1]庄建,青莉,黄玉霖.大学物理实验教程[m].西南交大出版社,2010.

[2]韩忠,黄佳木,何光宏.哈佛大学物理实验室考察与我国物理实验教学的思考[j].实验室研究与探索,2011,30(7).

[4]彭宏,苑耕玉,张礼霞.国内外物理实验的教学比较研究[j].创新教育,2015(13).

大学物理实验小论文

摘要:基于对当前大学物理实验教学的现状和存在的不足,提出几点关于大学物理实验教学改革与创新的构想。灵活的大学物理实验教学模式、多样的实验考核评价机制、参与校际间的实验竞赛,以及鼓励学生主持或参与大学生实验创新项目,将有助于提高学生对大学物理实验学习的兴趣。

基础物理学历经三四个世纪的发展已经逐渐成为一门相当完备的学科。基础物理学中的知识也已经运用到人们生活中的方方面面。相比于基础物理学,大学物理课程则做了相当多的简化。对于工科这些非物理学专业的学生来说,大学物理作为公共基础课程,课程的简化是合理的,为学生学习其本专业的课程节省了更多的时间。物理学有理论物理学和实验物理学。同样,大学物理的教学过程中也分为理论讲授和实验教学两部分。实验是一门非常重要而且是必须需要掌握的科学,然而在大学物理的教学过程中,实验教学部分通常是被老师和学生忽略的一部分。大学物理实验是非常基础的一门实验课程,它是连接理论教学过程中学生对理论知识的感性认知到实际可操控的实验科学知识的桥梁[1-2]。更深层次的科学研究也分理论研究和实验探索,而大学物理实验是将来更深层次实验研究的基础。笔者结合近一年来对大学物理课程的讲授与大学物理实验课程的教学过程中所遇到的问题,以及课下与学生的交流、探讨、思考,提出几点关于大学物理实验改革与创新的构想。

1.1理论与实验的脱节。

目前,大学物理的理论讲授和实验教学是分开,而且理论授课的老师和实验教学的老师是不同的老师。理论授课老师在课堂上把相关知识讲授完,学生再去实验室由实验老师指导实验的完成,而且期间相隔了很久。这会出现两方面的问题:其一,理论讲授与实验教学的脱节,学生在做实验时,实验老师不能很好掌握学生对理论知识的掌握程度,导致实验老师在讲授实验知识时没有针对性和侧重点。其二,学生课堂学习与实验操作时间的脱节,实验课的安排通常要比理论课程的讲授晚上几周,这就导致学生不能及时把学到的知识加以运用,实验教学的学习效率将大大折扣。

1.2实验课程的机械重复。

目前在大学物理实验的教学和实践过程中,很大程度上是不断地机械地重复和验证已有的定理和定律,加上实验老师在讲述实验原理的千篇一律,学生在学习过程中会觉得枯燥无味。实验仪器的老化和数量不足,也会使学生对实验不感兴趣。在实验数据的处理上,有统一印制好的实验报告,千篇一律的固定格式。学生把相关实验内容抄进去,记录数据、计算数据、误差分析。而老师也是机械地批改,对于实验目前存在的不足、有哪些需要改进的地方等却很少也学生交流。这将严重影响学生对实验的兴趣。

1.3教师对实验的不重视。

笔者了解到,老师对大学物理实验教学不够重视。老师在实验室讲授完实验原理后,学生开始自己动手做实验。基本上是老师讲老师的,学生做学生的,之间没有互动。至于为什么做这个实验、谁发明的这个实验、这个实验现在在哪些方面有着重要的应用等老师很少涉及。学生不知道为什么做这个实验,只是为了学分而学,学生对实验的兴趣也就可想而知。

如何有效地提高学生对大学物理实验学习的兴趣以及加强对大学物理实验教学的重视是目前大学物理实验教学过程中需要解决的问题。笔者结合在大学物理实验教学过程中所遇到的问题和从学生那里得到的反馈信息,谈几点对大学物理实验教学模式改革的几点构想。

如何调动学生对大学物理实验的兴趣,首先要从根本上着手。大学物理的理论和实验是有区别而又密不可分的。有时理论走在了实验的前面,通过实验来证实理论的正确性;有时实验走在了理论的前面,通过理论分析实验现象,进而形成理论定理定律。大学物理实验教学可以从根源上着手,从实验的历史背景做简洁的介绍,比如,物理学中哪个物理学家第一次做了这个实验、期间遇到了哪些困难、初期得到了什么结果、后来哪些物理学家对该实验做了修正、最终得到了我们书本上以该物理学家命名的定理,以及该实验原理在我们的生活中有哪些重要的应用。老师在讲授实验之前应该简明扼要的把该实验的历史背景、发展历程、和实验背后的物理学家小故事介绍一下,这样学生首先对该实验有个初步的认识,也会引起学生想自己动手证实一下这个实验的兴趣。更重要的是物理学家的名人小故事对学生也是一种激励作用。此外,目前大学物理实验教学的模式是理论讲授与实验教学是分开的,可以把与实验相关的理论知识带到实验室去讲授,老师讲授完理论的基本原理后学生开始做实验。整个实验过程应该以学生为主,实验过程中遇到问题,老师应该作为指导,引导学生自己解决问题,分析问题产生的原因。实验完成后,处理实验数据和实验报告后,让学生对实验的过程做一个简短总结,引导学生对实验进行改进和创新。

2.2灵活的实验考核机制。

实验报告不应该是实验考核的唯一标准。目前的实验报告是统一印刷制订的,学生的实验报告也是千篇一律。笔者在批改实验报告过程中,发现实验数据有雷同的成分,至于某些学生是否真正掌握实验的原理、操作、数据分析就不得而知。可以通过对学生进行分组来避免该问题的产生,让每个学生都有独立完成实验的机会。每次实验中对组员中的成员进行分工,负责实验过程中的某项事情,也能培养学生的团队合作能力。此外,鼓励学生自制实验仪器来完成要做的实验,用最简单的实验仪器来验证大学物理中的定理定律。一方面,能激发学生的兴趣,锻炼学生自己动手自制实验仪器的能力,另一方面,也能促使学生把学到的理论知识加以运用,学生在学理论知识的时候就不会觉得枯燥,学习效率也能提高。对于这部分学生,考核机制应区别对待和加以鼓励。实验竞赛也是一条激发学生对大学物理实验产生浓厚兴趣的有效途径。笔者了解到每年不同省份的学校都会举行大学物理方面的实验竞赛。参加这种比赛的经历对学生在以后的继续深造中会有很大的帮助,让学生了解到实验物理学的初步认知,也提高了学生对实验的兴趣。

目前,学校鼓励学生参与大学生科技创新活动和实验创新项目的政策越来越多,越来越多的学生也在积极的参与其中。通过实施大学生创新实验项目,能促进教育思想观念转变,改革人才培养模式,强化创新能力训练,增强学生的创新能力,最终的目的是为国家建设培养高水平创新创业人才。然而创新是需要有基础的,大学期间的基础物理实验课程正是培养学生创新能力的基础。抛开基础创新也就成了无源之水和无本之木。对于理工科的学生,教师可以指导学生积极申报学校的实验创新项目,比如,一些与大学物理实验相关的简单的app开发应用、适用型的专利申请、大学生电子设计竞赛等项目。创新项目的参与过程不仅能让学生灵活运用之前学到的实验知识,也能激发学生对困难问题的挑战和问题解决思路的培养。此外,教师在指导过程中应该以学生为项目的主要承担着,由学生自己独立完成,教师只作为指导者。

3结论。

大学物理实验教学的模式应该是灵活的、开放式的,而不是一成不变的传统教育教学模式。应该以学生为主导地位,教师作为指导者应该以提高学生对实验的兴趣为主要目标。大学物理实验是学生在大学中最先接触的最基础的实验,它是让学生从之前的理论认知走向对物理本质的探索的重要的一条环节,也是学生在之后大学学期期间参与科技实验创新的基础,最重要的是为学生将来在科学领域继续探索基本物理学规律的必须的经历。因此,目前传统的大学物理实验教学模式是亟待改革和创新的问题。

作者:陈华俊汤永新单位:安徽理工大学理学院。

参考文献:。

[1]吴永均。大学物理实验课程教学的现状及其对策研究[d]。杭州师范大学,2011.

大学物理实验教学改革与创新的论文

(一)实验教学采用“一灌式教学”,激发不了学生对实验的兴趣。

每次上实验时老师都要根据教材讲解实验目的、原理、步骤、注意事项等,然后学生照着事先设计的实验步骤进行实验,测得数据,计算出结果,就完成了实验。这种“教师起主导作用的教学”方式已经不能满足学生对知识的渴望,束缚了学生更好地发挥实验的能力,阻碍了学生创新能力的提高,不能充分发挥他们的特长。大学物理实验课时为两个学时,老师的讲解以及示范实验操作过程要占去三分之一时间,真正留给学生自己动手操作仪器获得实验数据的时间并不多,因而大部分实验都要超时,老师们只得想一些办法简化实验。学生在实验过程中遇到问题没时间思考只得向老师请教,学生的观察浮于表面,没有深入思考实验现象的本质,很不利于培养学生独立解决问题的能力。同时也抑制了教师去启发、引导学生自己解决问题的想法,教师则更多是直接帮学生排除故障,这样的做法无法培养学生独立思维和创新能力。

某些大学基础物理实验室中的实验仪器设备陈旧、老化。如有的实验室还在使用老式的电位差计做实验,仪器的精度和性能都难以保障,导致实验数据的误差很大,不能得到精确数据,以至于学生会对科学的严谨性产生怀疑,对以后的科研工作产生不良的影响。部分普通高校由于经费欠缺导致大学物理实验室的资源配置难以达到现代高科技物理实验室的要求。另一方面,有的高校在购进新仪器时追求“现代化”、“先进化”,使学生的实验步骤操作简化,非常不利于学生动手能力的培养。而且实验仪器种类杂乱,质量良莠不齐,假冒伪劣仪器时有出现,从而对实验测量带来不利影响。

受我国现行高考制度的影响,高考只注重书面表达能力而不锻炼学生动手能力,使刚进入大学的学生缺乏动手创新能力。有的高中一味追求分数,只讲考试大纲要求的课题,而对更多可以提高学生能力的实验弃之不顾,进行机械式教育。受实验条件的影响,特别是农村乡镇高中,实验设备落后,实验室不足,实验器材缺乏,高中生很少有机会亲自动手做实验,导致到大学后,只知道实验原理而不会实际操作,使学生在做大学物理实验时非常吃力,更谈不上创新能力的培养了。

(四)大学物理实验与当代科学发展热点有关的综合型、设计性实验结合的较少。

在现代自然科学体系中,多学科相互渗透,相互结合是必然趋势,而现在单一的力学、光学、电磁学等基础实验教学已无法满足培养优秀大学生所需的条件,也无法培养社会急需的高精尖人才。

针对以教师为主体的大学物理实验,我们的改进方法是,以学生为主体,教师为辅助。学生自己课前预习,自己查找资料,学会实验的基本操作,课堂上老师补充学生自学的不足。然后学生自己实验,观察实验现象,分析数据得出结论,在轻松自由的氛围内学到了知识,这完全打破了传统教育对学生的束缚。教师要进行启发式的指导,充分发挥学生在实验中的主体作用。实验课结束前教师检查学生的原始数据记录单,合格后签字。实验课后,教师按时批改实验报告、数据处理结果,把结果及时反馈给学生。为了强化学生自主实验观念,激发实验兴趣,我们可以组织学生根据已有仪器自己改进实验。例如,做刚体转动定律的研究实验时,让学生把用秒表记录时间改为用光电记数器记录时间,这样不但使实验数据更准确而且也激发了学生做实验的兴趣。针对学生实验时间不足的问题,我们可以在平时没有实验课时开放实验室,让学生提前预做实验或把两课时实验改为四课时,同时增加实验人数。也可以增加学生实验兴趣小组,利用创新学分等办法让学生主动利用节假日或晚上时间,以学习的基本知识和基本方法为基础,搞一些创新实验。这不仅培养了学生学习的积极性,增强了动手能力,也培养了学生独立思考分析的能力。

(二)有效地利用现有实验设备。

各高校应经常检查、维修和定期更新,建立物理室5s管理。在资金有限的情况下尽可能为学生提供更新更好的实验设备,与时俱进,使学生更好地完成实验。选购实验仪器时不仅要考察仪器的质量,而且还要考虑所进仪器应充分发挥它的用处,使它能更好地为学生服务,做到一器多用,使仪器达到物美价廉,而且能与学生更好地合作,达到双赢的效果。

1.第一层次,基础型实验教学体系。适用于全体本科生,特别是针对基础相对薄弱,动手能力不强的学生。基础型实验,是让学生掌握基本的实验理论和实验方法,要求学生掌握基本的.物理测量方法,基本实验仪器的使用,多种试验数据的处理以及误差分析的方法,达到培养学生基本实验技能的目的。让学生了解实验设备原理,掌握实验操作方法,主要包括基础测量性实验、验证研究性实验等。第一层次对学生要求较低。可以使刚入学的学生很快地适应基础的大学物理实验。

2.第二层次,提高型实验教学体系。适用于实验基础比较好的学生,它不但要求学生综合多科知识和多种实验原理来设计实验方案,还要求学生能运用已有知识去发现、分析和解决问题。对一些比较深奥的物理实验问题,给以更深入的思考。指导教师可以把验证性实验,如测定普郎克常量改造为设计性或复杂的研究性实验等。也可以指导应用性实验设计,如传感器报警器特性的测定等。

3.第三层次,创新型实验教学体系。适用于能独立开展科学研究设计性实验的学生。创新型实验主要让学生独立开展科学研究实验,对于不同基础不同专业的学生,选取大学物理实验内容时要具有针对性。这样,对学生科研能力的培养和教师指导能力的提高都有所帮助。创新型实验,教师可以提出研究方向也可以和学生讨论几个实验研究方向,让学生组成兴趣小组,自己设计实验内容,选择实验仪器和方法,在教师指导下进行探索性实验。如可以让学生研究红外线报警器的设计与制作、家用小型太阳能发电系统、踩踏式发电系统的开发等。

(四)物理实验中要渗入现代科技前沿项目。

充分发挥物理实验在现代科技中的重要作用。因此要有机地将现代科技前沿与物理实验课程的教学融合在一起,让学生参与到科研项目的模拟中,注重学生理论能力和应用能力的培养。有条件的院校可以增设如低温超导测量、液晶和光纤技术、太阳能发电等实验课程。这些实验课程,不仅培养了学生对大学物理实验的兴趣,而且增强了学生适应科技发展的能力,真正做到了与时俱进。大学物理实验课程内容贴近科技前沿的同时,最好还要能贴近人们的生活。物理与人们的日常生活和生产实际紧密相关,大学物理实验教学与日常生产、生活相结合,更能激发学生学习的兴趣,提高学生应用大学物理实验知识分析和解决实际问题的能力。条件一般的院校可以开展计算机仿真实验,开发多媒体实验教学软件。使用仿真和多媒体课件,可以使学生观察到一些动手做的实验观察不到的现象,激发了学生实验的兴趣,也提高学生实际动手能力,而且对于难做的实验,可以重复进行,这样不仅方便了教师的讲解,也使学生达到了更深刻的理解,同时也杜绝了学生的盲目操作,损坏仪器的机率几乎为零。

三、结束语。

物理实验的改革创新是一个长期的、艰巨的系统工程,需要我们构建完善实验改革创新管理体系,在原有大学物理实验教学管理系统基础上,研发综合设计创新实验管理系统,成绩管理功能模块体系和现代科技前沿相接轨的创新性物理实验体系。同时也要从完善科学合理的考核体系等方面来加强大学物理实验教学的有效性。通过改革实验教学体系,从而提高教学质量和教学效果,使不同层次学生通过不同实验教学体系,提高动手能力、操作能力。把实验教学作为提高教学质量,培养创新型应用人才的基础性工作,把实验室作为校内理工科学生基本实践能力和创新能力培养的主要基地。学生通过亲自动手操作,从快乐中学习掌握了物理知识。因此,使学生具有初步进行综合科学实验的能力或更深层次的发明创造能力是我们教学改革的目的。

大学物理实验小论文

物理实验课程是一门涉及领域广阔、时代性、社会性十分强的课程,它时刻面对着新时代、新科技的挑战。我们在对于大学物理实验的认识不能停留在教材上,物理学本身就是一门实验科学,他的发展离不开大量的实验,所以物理实验课程应随着社会的发展而变化。学生的进步和发展,取决于学生能否自主学习、合作学习和探究学习,而物理实验为此提供了一个广阔的舞台,它有助于学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面得到发展,有助于教师的提高。我们应在教育改革思路和实践上有重大突破。传统的物理实验教材与物理知识的发展之间的脱节,传统的课堂授课的局限,实验仪器的程式化,这样都很难调动激发学生的积极性和创新意识。

工科大学物理实验教学论文

物理学是一门以实验为基础的学科,在学生科学素质、能力的培养中发挥着非常重要的作用。大学物理实验反映了理工科中实验思想、实验方法以及基本原理与实践工程相联系的普遍性问题,在人才培养中有不可替代的地位。同时,大学物理实验作为大学生必修的第一门科学实验课程,能够让学生受到严格系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更重要的是在实验过程中,锻炼学生理论联系实际、用现有知识分析和解决实际问题的能力,以此来培养学生严谨的科学思维能力和创新精神。

1背景和现状。

教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会颁布的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》中明确提出了在实验课程中学生能力主要包括四种能力的培养要求:独立实验的能力、分析与研究的能力、理论联系实际的能力以及创新能力。所以,大学物理实验课程不能成为学生仅动手就能机械完成的手工课,而应在实验中,充分调动学生的大脑,引导学生积极思考,建立实验思维。长期以来,各高校大学物理实验课程不断进行了各种教学改革的尝试,诸如mooc、翻转课堂、混合式教学、分层次教学等,都取得了显著的成效。但是,大学物理实验课程的教学中还存在着很多短期内难以解决的问题。首先,教学理念陈旧。教师往往局限于传统的教师主体,在实验课上,讲得多,讲得细;他们认为只有教师讲到的内容,学生才能在实验中注意到,学生才能掌握,而没有注重课堂效率。

同时,实验课程的教学模式单一,教师单向输出。传统课堂中,仅突出了教师的中心地位,忽略了学生的主观能动性,压抑了学生创新思维和能力的发展;这就出现了实验课上教师讲得多,学生动得少。其次,实验内容单调。由于各高校实验设备有限,实验项目相对比较单一,多为验证性实验,缺乏创新性实验项目和前沿方向的实验项目,实验项目与理论课程脱节严重;实验教材编写的内容过于细致,仅局限于一个实验上,缺乏实验间、学科之间的联系。最后,学生主动性差。教师往往低估学生的能力,唯恐学生不能完成实验,教师讲解得过细,甚至于手把手地讲授实验操作,而忽视了学生独立思考及动脑分析研究的重要性,没有充分调动学生的积极性。

2教学理念的改变。

实验课程不同于理论课程,实验课程更多的是动脑动手,熟悉基本的仪器操作和实验方法。学生只有在真正地动脑理解实验原理、实验方法后,才能指导自己动手。这就需要我们在实验课堂上转变教学理念。(1)突出强化学生主体地位,是学生做实验,而不是教师讲实验。充分利用翻转课堂的优势,将学习资源提供给学生,学生根据各自的学习进度安排自己的学习。特别是在实验课上,学生可以根据自己实验进程,多次重复查阅各种学习资源以达到独立实验的目的。

(2)学生是课堂的主人,将课堂时间还给学生。教师应该根据不同学生的特点建立学生的期望值。对于大多数学生来说,他们完全能够通过自己的学习完成实验内容,所以,教师应当放手学生独立完成实验。教师把原来的讲课转变为与学生一对一的交流指导,同时通过实验室内的巡视,激发并监督学生的学习,保持学生持续参与在实验课堂中。利用鼓励性的语言,激发学生的自我效能感,由学生自主发现问题、解决问题,在“做中学”,建构物理实验的基本实验方法。

3教学体系。

(1)实验项目的规划重整。为了增强学生的有效性学习,首先,我们对实验项目进行了整合,根据实验内容或实验原理等将某个关键因素相同或相似的项目整合在一起,在一次实验课上完成。比如迈克尔逊干涉仪的`调节与使用、干涉法测量线胀系数两个实验整合在一起,学生在掌握迈克尔逊干涉仪的使用后,就能将实验原理或操作方法快速迁移到线胀系数的测量上来,相对降低了第二个实验的难度,提高了学习的效率,达到了有效学习的目的。类似的整合项目还有:二踪示波器的使用和光纤通讯实验;动态法和静态法测杨氏模量等。其次,根据实验内容的改变,我们重新编写了一套集视频微课、仿真动画的多维度立体化教材。最后,为了适应实验项目整合学生的学习状态,我们将单次实验上课的时间由每次3学时增加为每次5学时,给学生充分的时间去动手动脑进行实验,培养实验分析、发现问题解决问题的能力。

(2)信息化资源的建设。传统实验课程的教学中,学生要对教材进行课前预习,但是书本上的文字、图片对于形象具体的实验内容来说非常枯燥,很多学生为了完成预习任务机械性地抄写教材,由于看不到实际的实验仪器和实验现象,预习的效果也就非常差了。随着信息化网络技术的飞速发展,几乎每个学生都有智能手机,这也就为实验课程的信息化、网络化提供了发挥的空间。并且视频、图片或仿真软件等多媒体信息化素材相对于文字素材来说,能够给学习者提供更高的学习效率。为了更好地完成实践类课程的预习,我们需要将实验课程中所需要的所有内容进行信息化建设,包括视频、仿真软件、数据处理软件和实验教材等。然后,我们将这些多媒体信息化素材通过二维码与教材、实验室进行有机的结合,学生在阅读教材、实验操作等过程中,如果碰到问题,就可以扫描对应该处的二维码,直接链接到我们服务器上的多媒体信息素材,观看教师的讲解视频、操作仿真软件来进行释疑解惑。这样做的目的,就是为了降低学生的使用障碍,与我们的教学结合起来,真正地发挥了信息化的优势。

(3)实验室环境的重新布局。为了提高实验仪器的使用率,提高学生的有效学习,建立丰富的实验室文化,我们对传统实验课堂进行了大的改变,将只有1~2个实验项目的传统实验室改造成为具有10~12个实验项目的“实验超市”。并且,“实验超市”内提供无线网络。学生可以在实验室内看到该学期内所有用到的实验仪器,学生可以在第一次实验课上可以根据兴趣、专业特点等自主选择8~10个实验项目,满足各类学生的个性化学习。同时,在实验过程中,学生可以建立起各实验项目之间的关联,触类旁通,充分地理解实验内容。

4教学实践。

4.1课前预习。

为了保证学生能够独立完成实验,培养独立实验能力,使学生成为课堂的主人,我们将几乎所有的课堂时间还给学生,课堂上教师不再进行集中授课,只进行单独指导交流。这样就对学生的课前预习提出了更高的要求,学生要在课前完成教师指定的预习任务。预习任务主要由纸质预习报告、网络在线课堂两部分组成。学生需要在课前观看网络微课视频、回答网络预习测试题、完成纸质预习报告,在实验室内教师要对学生的预习情况进行检查。

4.2翻转实验课堂。

学生根据教师安排组合2~3人组成一个学习共同体,在实验课中围绕实验内容进行同步学习。教师在实验课上鼓励学生积极讨论,学生可以在共同体内进行无障碍的交流沟通,极大地提升了学生主体的自我效能感,建立了强烈的共同参与感,促进了主动性的有效学习。

(1)课内预习。在实验课前10%的时间里,我们要求学生进行二次预习,对照实物将实验原理、内容等进行学习,也可以根据自己预习的情况,将不懂的问题进行生生或师生的讨论。同时,教师进行根据讨论的情况对学生的预习情况进行检查,适时地提出一些小问题,根据学生回答讨论的情况进行预习的评价。这样,学生就可以根据预习和讨论对实验有了整体的把握,逐步把头脑中理论化的物理原理与现实中的实验仪器、内容进行联系,从而培养理论联系实际的能力。

(2)互助交流。学生在完成实验的准备后,独立完成实验,对于简单的问题,教师不再进行回答指导,而是鼓励组内、组外学生的互助讨论,通过分析研究讨论出解决问题的办法。这时,有的学生则喜欢自己解决问题,他们会翻出教材或者打开视频,重复观看,寻找问题的关键。有的学生则喜欢讨论,听取他人的分析或者经验,快速找到办法。有的学生则喜欢延伸思考,找出背后的原理,与教师进行讨论,从根本上理解原理,再来解决问题。事实证明,不管通过什么方式,绝大多数学生都能找到答案,虽然比较耗费时间,但是学生学习的效果却比教师的直接讲授好很多。通过对实验的操作学生对基本实验方法有了不断的了解、积累和熟练,使得学生逐步形成了借助独立思考以及科学方法获得知识的心理暗示,学生就能以更快捷高效的方法进行实验,提高自身的能力。通过期末的匿名问卷调查可以看出,百分之百的学生都喜欢这种上课方式,他们体会到了努力后收获成功的喜悦,也建立了自信心,他们认为这才是真正的实验课。

4.3学习的过程性评价。

在这种教学模式下,学生的评价往往较难。我们采用过程性评价,着眼于学生能力的培养,而不是实验内容完成的快慢。通过网络平台、课堂预习效果、能力展现等几个方面对学生进行评价。在实际课堂中,我们也发现了传统课堂中出现的问题。例如,学生在实验过程中完成实验的程度具有较大的差异性。有部分学生通过课前充分的预习,积极动脑思考,能够充分理解实验原理,又快又好地完成实验内容。有的学生对于原理理解不够,动手能力较差,实验内容进行非常缓慢或者根本完不成要求的内容。这时,我们尝试采用了学生助教这种方法,让学有余力的同学去帮助后进同学。在实践中发现,对于助教学生来说,教师和同学对他的认可,使得他们的自信心得到了极大提高,不用教师的激励,他们就非常积极地指导帮助其他同学;对于普通学生来说,生生之间的交流帮助比师生交流更加顺畅,在自我效能的驱使下,普通学生也在认真积极地思考,努力完成实验。根据美国学者艾德格戴尔提出的学习金字塔的理论,学生的动手实验、讨论,以及学生助教的教授都达到了主动学习的效果,学习内容的平均留存率相对于传统课堂有了极大的提升。对于助教学生来说,实验课堂完全是他们发挥聪明才智的园地。

5结论。

经过2年多的教学试点,这种新形态的教学体系得到了校内外专家、教师和学生的认可。学生在该教学体系中,始终处于主体地位,教师在交流、监督中对学生的学习起到了有效的指导作用,学生各方面的能力也得到了锻炼。在调研中,学生纷纷表示,通过一个学期的实验课的学习,都有很大的收获。我们认为这种方式克服了传统实验课堂的弊端,大大提高了实验课程的教学效果,可以在各类实验实践类课程中推广。

大学物理实验论文

物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然科学认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。

随着科学技术的发展,社会的进步,物理已渗透到人类生活的各个领域。在汽车上驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小的虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。

汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。它是利用凹透镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。

轿车上装有太阳膜,行人很难看清车中人的面孔,太阳膜能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。

由于车内光线较弱,没有足够的光透出来,所以很难看清乘客的面孔。当汽车的前窗玻璃倾斜时,反射成的像在过的前上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。

大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,及时前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度上,所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混。现在,人类所有令人惊叹的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等,无不是建立在早期的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的,在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼、小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的甚或打下坚实的基础。

大学物理实验教学改革与创新的论文

摘要:基于对当前大学物理实验教学的现状和存在的不足,提出几点关于大学物理实验教学改革与创新的构想。灵活的大学物理实验教学模式、多样的实验考核评价机制、参与校际间的实验竞赛,以及鼓励学生主持或参与大学生实验创新项目,将有助于提高学生对大学物理实验学习的兴趣。

基础物理学历经三四个世纪的发展已经逐渐成为一门相当完备的学科。基础物理学中的知识也已经运用到人们生活中的方方面面。相比于基础物理学,大学物理课程则做了相当多的简化。对于工科这些非物理学专业的学生来说,大学物理作为公共基础课程,课程的简化是合理的,为学生学习其本专业的课程节省了更多的时间。物理学有理论物理学和实验物理学。同样,大学物理的教学过程中也分为理论讲授和实验教学两部分。实验是一门非常重要而且是必须需要掌握的科学,然而在大学物理的教学过程中,实验教学部分通常是被老师和学生忽略的一部分。大学物理实验是非常基础的一门实验课程,它是连接理论教学过程中学生对理论知识的感性认知到实际可操控的实验科学知识的桥梁[1-2]。更深层次的科学研究也分理论研究和实验探索,而大学物理实验是将来更深层次实验研究的基础。笔者结合近一年来对大学物理课程的讲授与大学物理实验课程的教学过程中所遇到的问题,以及课下与学生的交流、探讨、思考,提出几点关于大学物理实验改革与创新的构想。

1.1理论与实验的脱节。

目前,大学物理的理论讲授和实验教学是分开,而且理论授课的老师和实验教学的老师是不同的老师。理论授课老师在课堂上把相关知识讲授完,学生再去实验室由实验老师指导实验的完成,而且期间相隔了很久。这会出现两方面的问题:其一,理论讲授与实验教学的脱节,学生在做实验时,实验老师不能很好掌握学生对理论知识的掌握程度,导致实验老师在讲授实验知识时没有针对性和侧重点。其二,学生课堂学习与实验操作时间的脱节,实验课的安排通常要比理论课程的讲授晚上几周,这就导致学生不能及时把学到的知识加以运用,实验教学的学习效率将大大折扣。

1.2实验课程的机械重复。

目前在大学物理实验的教学和实践过程中,很大程度上是不断地机械地重复和验证已有的定理和定律,加上实验老师在讲述实验原理的千篇一律,学生在学习过程中会觉得枯燥无味。实验仪器的老化和数量不足,也会使学生对实验不感兴趣。在实验数据的处理上,有统一印制好的实验报告,千篇一律的固定格式。学生把相关实验内容抄进去,记录数据、计算数据、误差分析。而老师也是机械地批改,对于实验目前存在的不足、有哪些需要改进的地方等却很少也学生交流。这将严重影响学生对实验的兴趣。

1.3教师对实验的不重视。

笔者了解到,老师对大学物理实验教学不够重视。老师在实验室讲授完实验原理后,学生开始自己动手做实验。基本上是老师讲老师的,学生做学生的,之间没有互动。至于为什么做这个实验、谁发明的这个实验、这个实验现在在哪些方面有着重要的应用等老师很少涉及。学生不知道为什么做这个实验,只是为了学分而学,学生对实验的兴趣也就可想而知。

工科大学物理实验教学论文

摘要:大学物理实验是依据大学物理而设置的实验课程,以验证性实验为主,在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验操作和分析,学生的实践能力和观察能力大大提高。本文以迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验为例,在教学方式和考核方式等方面,探讨大学物理实验教学的改革尝试,在现有人力、物力的情况下,更好的配置大学物理实验资源,使大学物理实验在服务理论课程学习和培养实践动手能力等方面发挥更大的作用。

大学物理实验在培养理工科学生的实践能力方面具有重要的作用,学生可以把课堂上学习的物理学基础知识进行实验验证,用严谨的数据或直观的图像描述物理原理,使学生加深对理论知识的理解。物理实验注重学生的动手操作能力,不仅对学生的物理课程学习,而且对学生毕业后的工作生活等,都会有巨大的辅助作用。然而,长期以来形成的重理论轻实验的观念导致实验教学质量和效率低下。本文以迈克尔逊干涉仪测激光波长为例,讨论如何高效运用现有实验室资源,提高大学物理实验教学质量,培养学生的实践动手能力,增强就业竞争力。

一重视实验过程,提高实验操作效率。

大学物理实验大部分都是验证性实验,要求学生通过实验数据验证物理定理的正确性。在此过程中,教师往往更关注于实验数据的准确性而忽视实验操作过程。然而,在验证定理的基础上,实验过程更能培养学生的动手能力,因此,需在重视实验过程的基础上提高实验操作效率。

(一)深刻理解仪器原理,教师要下工夫。

大学物理实验教师不仅要掌握需要验证的物理定理和定律,还要深刻理解所用仪器的结构和测量原理,这样才能达到对整体实验了如指掌,解决实验过程中可能遇到的问题或障碍。这一过程要求教师花费精力研读仪器使用说明和原理图纸,熟悉仪器的安装调试,并能对仪器进行简单的维护和维修。以迈克尔逊干涉仪为例,设备调节螺钉较多,由于操作不当极易引起螺丝损坏,教师在实验中不仅要教给学生实验知识,还要做到维护仪器设备的正常运行。

(二)讲解多做设问,不照本宣科。

高校大都设置实验岗位,大学物理实验教师一般每人负责固定的几个实验教学工作。由于多年从事相同实验的教学,在积累教学经验的同时,也容易产生保守的教学观念,不适合现代大学生的认知特点。如同理论教学不能照本宣科一样,实验教学也要抓住学生的兴趣点,采用启发式教学,在讲解实验的过程中做到步步提问、引人入胜,摒弃那种直接将实验过程演示给学生,然后由学生记录数据的机械式教学,更不能把学生培养成数据记录者。比如迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,在光路调整、仪器调零、干涉图样形成等过程中多问学生为什么比教会学生怎样做更重要。

(三)多种手段相结合,充分利用多媒体。

在大学课程的教学中,往往理论课程更强调教学手段问题,实际上,实验课程也存在同样的问题。利用多媒体等教学手段,可以增加学生学习兴趣,并节省教师板书时间。实验教学不单单是操作实验仪器,还包括实验原理和实验过程的'讲解,一堂精彩的实验课应该是理论与实验的有机结合。然而,由于实验场所的限制,高校实验室很少设置多媒体等教学设备。近年来,随着高校对实验教学的重视,很多实验室也配置了多媒体,多媒体不再是课堂教学的专有设备。教师利用多媒体教学设备,将实验原理、仪器使课程与教学用、注意事项等做成课件,以视觉和听觉的双重效果,可以大大激发学生的学习兴趣,并在不增加实验课时的基础上,节约更多时间供学生动手实验,从而在保证质量的前提下,大大提高实验效率。特别是对于迈克尔逊干涉仪等光学实验,可将光线传输、干涉仪器原理等抽象的物理图景形象地展现在学生面前,使学生在仪器操作中更具针对性。

(四)适时添加相关知识,拓宽学生视野。

不能简单地将实验理解为使用仪器的课程,面对静态的仪器,实验课程同样可以生动有趣。教师在备课时可以多收集与实验相关的课外知识,如该实验的历史起源、该实验在本领域的地位、该实验与日常生活中现象的关联等,讲解过程中多穿插此类课外知识,一方面可以调节课堂气氛,吸引学生注意力,另一方面可以增加学生知识面,拓宽学生视野。比如在迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,教师可以讲解激光的发现及特点、激光在医学、国防的应用,甚至可以结合新闻报道,谈谈国际上激光武器的发展现状及趋势,拓展知识时间不必过长,但要把握时机。

(五)加强师生互动,实现教学相长。

实验教学本身就是师生互动的过程,比理论课程更具交互学习的优势,实验教师应该充分利用互动的特点,与学生共享实验数据验证物理理论的过程,体验物理学家探究真理的历程。在实验中,教师是学生的引导人,学生是实验的主导者,实验教学过程体现着人人参与、师生互动、平等对话,成为富有创新性的实践过程。教师在解决学生问题的时候,自身的水平也得到提高,从而实现教学相长。同样,在迈克尔逊干涉仪的实验中,应摒弃那种教师先讲解、学生做实验、教师改报告的陈旧教学方式,在实验过程中加强与学生的交流,既完成了实验教学,又增进了师生友谊。

二革新考核方式,不唯数据结果论优劣。

考核是大学物理实验教学的必备环节,是检查学生实践动手能力的重要手段。实验考核一般由平时成绩和期末成绩两部分按比例构成,其中平时成绩包括多个物理实验的平均成绩,期末成绩则为期末实验操作考试的成绩。与其他专业课考试类似,通过考核可以定量地评价学生对实验的掌握情况。然而,大学物理实验应该更注重学生的动手能力,考核结果不能单单以数据论优劣。

(一)平时成绩中重视实验操作。

大学物理平时成绩是某一学期所有实验成绩的平均值,包括力学、电学、光学等多个实验。平时成绩一般由预习报告、实验操作、数据处理三部分组成,其中,实验操作应是最重要的过程,包括实验仪器的调整以及实验数据的记录,考查学生的动手操作能力和实验观察能力。通过考核结果引导学生重视实验操作,真正意识到在理工科学生中设置大学物理实验的目的和任务。

(二)强化数据处理过程。

大学物理的验证性实验较多,大都要求通过观察的实验数据验证物理定理或定律。在实验结果中,能够准确地验证相关定理固然重要,但往往由于实验仪器的老化或误差,最终结果与理论相差较大。实验教师在考核过程中更应该看重数据处理的过程,了解学生是否会对测量得到的数据正确处理,而不仅仅是能够通过数据验证定理。明确告知学生,应该尊重原始数据,完全没有必要为了得到想要的结论,对数据进行有意筛选,实事求是地对待实验结果,认真分析产生错误或误差的原因。

(三)考核方式多样化。

实验过程包括预习、操作、报告等多个环节,因此分数不能成为判定学生成功的唯一标准,在实验中,教师需要灵活掌握判定尺度,把学生操作能力和理论水平的提高作为考核是否合格的标尺,探索符合实际的实验课程考核方式。比如,在迈克尔逊干涉仪的实验中,由于仪器差别,学生得到的波长与激光实际波长会有偏差,教师应注重产生偏差的原因,不能以偏差大小作为学生成绩的标准。同时,如果学生能在实验过程中发现问题、解决问题,也应成为其平时成绩的一部分,记录到最终的学习成绩中。

三结论。

大学物理实验是理工科学生必修的实验课程,在培养学生动手操作能力方面具有重要作用,同时也承载着锻炼学生实践创新的重任。大学物理实验教学的效果关系着普通物理等自然科学课程的学习,教师在实验教学中应该重视学生实验操作过程,抓住学生的兴趣点,在教学理念和教学手段上多下功夫,实行切合实际的多样化考核方式,引导学生在实验中获取知识和能力。

参考文献。

[2]朱楠,朱光涛,王英.大学物理实验教学改革背景及探索[j].中国科教创新导刊,(07):36.

工科大学物理实验教学论文

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出:“要把育人为本作为教育工作的根本要求,把促进学生成长成才作为学校一切工作的落脚点和出发点,尊重教育规律和学生身心发展规律,为每个学生提供适合的教育”,基于此我们依据招生类别、专业设置特点、学生认识水平和学习能力等实际情况,提出了对大学物理实施分层次教学的构想,并对级学生进行了实践。

3.1教学主体分层次原则。

不同招生类别的学生在物理基础、学习能力、接受能力、学习积极性等方面均存在差异。为此,我们首先将全体学生进行了第一次划分,一本和二本学生划为第一类别,二本c学生划为第二类别,民族预科生划为第三类别。其次,我们按照专业相近的原则进行了第二次划分,我校大学物理课程按不同专业已经分为《大学物理a》、《大学物理b》和《大学物理c》三个类别,在此基础上,我们尽可能将相近专业的学生排到同一授课班级,比如电子与通信、软件与网络、生物与制药等。相近专业对物理知识的需求比较接近,这样有利于授课教师在保证物理学知识完整体系的基础上能兼顾到专业特色,针对不同的专业,教学侧重点可以有所不同,充分体现以人为本,因材施教的原则。

3.2授课教师的选派。

各个教师的学术水平、知识结构、授课特点、授课质量以及讲授方法等各有不同。理工科一本、二本学生素质较好,一般选派学术水平较高、授课质量较高、教学经验丰富、讲课节奏稍快的教师,除了在内容方面有所拓宽和加深以外,还可以将物理学的教学内容与高新技术、科学前沿适度联系起来,有助于学生开阔眼界与思维。二本c学生基础知识较差,我们选派的教师往往教学经验丰富、耐心细致、认真负责、善于运用启发式教学、善于与学生联系和沟通,这样的教师可以充分调动学生的积极性和主动性,有利于基础较差学生的思维启迪、智力开发和潜能挖掘。文科类学生我们选派知识面较宽、教学水平较高、在科学史和物理学史方面有所研究的教师,可以进一步拓展学生的知识面,激发他们的学习兴趣。民族预科班的学生我们一般选派蒙古族教师,他们可以和学生有良好的沟通,从而拉近与学生之间的距离,有利于教学过程的组织以及对学生的管理。

3.3教学大纲的制定。

教学大纲的制定对规范教学内容、保证课程的基本教学质量以及进行教学质量检查和评估等方面起到了积极的指导作用。我们经过充分调研,全面了解了学生的'知识基础和专业培养目标,然后指定相关教师制定了不同层次学生的教学目标、教学要求、教学内容、教学进度和教学方法。(1)对理工科一本和二本学生,参照全国高等院校大学物理教学大纲的标准,需达到教学大纲所规定的全部要求,基础内容以理论教学为主,另外根据学生所学专业进行知识拓展,并且适当引入物理学前沿与高新技术,尽可能满足这部分学生对知识的需求。(2)二本c学生基础很差,在制定培养目标时必须降低标准,要求能基本完成教学大纲所规定的教学任务,达到教学大纲所规定的大部分要求,基本满足后续课程学习的需要即可,教学过程中需适当加强课堂练习。(3)民族预科生要求能完成大学物理教学大纲所规定的全部教学任务,基本达到教学大纲所规定的要求,在教学过程中适当减少难度较大的理论推导,以实际应用为主。(4)文科类学生主要从人文和历史的角度出发,要求他们对物理基本概念、基本原理、基本定理能够基本理解,同时了解这些物理知识的实际应用以及对社会变革产生的重大作用。

3.4课后作业的分层。

课后作业是检查学生知识掌握程度的有效途径,不同层次的学生由于基础知识和接受能力不同,对课堂教学内容的掌握及应用差异很大,所以我们对学生的课后作业也进行了有针对性的设计。我们大学物理课程组依据教学大纲和教学目标自编了与授课内容相配套的习题册。每一章对应一份习题,每份习题都包括选择题、填空题和计算题三种题型。对理工科一本和二本的学生,基础部分约占70%左右,提高部分约占20%左右,综合应用部分约占10%左右;对二本c及民族预科班学生,基础部分约占90%左右,提高部分约占10%左右;对文科类学生,没有复杂的推理和计算,以基本内容的理解为主。课后作业分层次布置充分考虑到学生的个体差异,使得每个层次的学生经过努力都能达到要求,既具有一定的挑战性又不觉得太困难,可以充分调动学生学习的积极性与主动性。3.5考核评定办法考试改革也是教学改革的重要组成部分,是衡量和检验教学质量和教学水平的主要手段。我们打破了过去采用同一标准、同一试卷进行考核的传统做法,首先加强了对学生学习过程的评价,教师在教学过程中对学生的学习态度、课堂表现、课堂提问、作业成绩等进行评分,称为平时成绩,并按照一定的比例纳入到学生的综合考评中去,尤其对二本c学生平时成绩的比例更大一些,这样可以有效地把他们留在课堂上,避免学生逃课、旷课现象的发生;其次对不同层次的学生,按照不同教学要求实行不同标准、不同内容的试卷进行考核,优等生主要考察他们对物理基本内容、基本原理的掌握及应用,而差生着重考察他们对基础理论知识的理解,所以试卷题型的分配比例也有所不同。

4结论。

分层次教学法的实施,使各层次的学生都能各得其所、学有所获,都能体验到学习的乐趣,体验到进步的喜悦,从而增强了学习的积极性和主动性,真正实现了因材施教的原则;分层次教学的实践,消除了以往考试成绩两极分化的现象,提高了学生的及格率;分层次教学更具有针对性,教师在备课时能够针对本层次学生的特点,做好充分的准备,教学过程目标明确,教学效果会大大提升;分层次教学的实施对教师提出了更高的要求,授课教师必须研究针对本层次学生的教学方法、教学手段,激发教师进行教学研究的热情;分层次教学促使教师更加主动地去学习和掌握新的知识和其他相关学科知识,有助于教师能力的全面提升,从而更好地服务于教学。

【参考文献】。

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大学物理实验论文范文

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大学物理实验论文范文

大学物理是一门以实验为基础的学科,大学物理实验和大学物理理论占有同等重要地位,它们既有着深刻的内在联系,又有着各自的任务和作用。大学物理实验在培养学生分析问题和解决问题的能力及激发学生科学创新意识方面有着其它学科不可替代的作用。大学物理实验不但把物理理论知识用到实验上,而且更好地解释生活中的物理现象并加以科学验证。通过大学物理实验能培养学生达到以下几点科学实验能力及实验目的:

4.通过实验能使学生以独立或合作的方式设计一些基础性实验,从而培养他们独立思考问题,合作完成工作的意识。

实验课又不同于理论课程,有它自身的独特性,因此,在实验前必须做好以下几点工作。

(一)实验理论知识的学习。实验前对实验理论知识的学习是做好实验的前提条件。实验理论知识的学习主要是指在实验前要对实验目的、实验原理的熟练掌握,清楚地知道实验的要达到的任务及其所采用的方法,在实验时才能游刃有余地解决实验中所遇到的问题,才能保障实验的顺利完成。

(二)实验设备的准备及调试。在懂得了实验目的及原理的基础上,才知道实验所需要哪些实验设备,及其仪器参数的要求。不但要对所做实验设备准备齐全,而且仪器的摆放也要符合实验要求,并且要对实验仪器按照实验要求进行调试。若中间任何一个环节出现错误都可能影响实验效果,甚至导致实验失败,所以,实验前设备的准备及仪器的调试是做好实验的基本条件。

三、做好我国大学物理实验中的具体工作。

(一)实验仪器的规范使用。不同的仪器设备有不同的使用方法及其操作步骤,一定要按照仪器说明书来正确操作使用。要轻拿轻放,要确保仪器设备在安全有效的参数范围内使用。不然,给实验结果会造成较大误差,甚至导致实验的失败。

(二)实验步骤的合理安排。根据实验原理及实验内容来合理安排实验步骤是高效完成实验的关键。对于实验步骤要熟悉掌握,给够给出一个合理的分工安排体系。大学物理实验一般都是小组实验,先测哪些量,测几组数据,谁来测等的分工安排一定要合理明确,才能在规定的时间内顺利完成。

(三)实验中突发事件的处理。实验课不同于理论课,大学物理实验中的很多力学、电磁学、近代物理等实验都会用到高压电,电压可达到380伏甚至会更高,一定要保证学生和实验师的人身安全;也要保障实验室的财产安全。实验中要做好一切安全应急措施,确保万无一失,是做好实验的基本保障。

四、做好我国大学物理试验后的工作。

当试验完成后并非一切都结束了,实验后的收尾工作也显得十分重要,这样更有利于下次实验及仪器设备寿命的延长使用。

(一)试验后的检查。试验后的检查主要是指数据是否记漏、设备是否完好、配件是否丢失、开关是否关闭、电源是否切断等事项的检查,以确保下组人员能够继续做实验。

(二)试验后的仪器保养及卫生。由于实验室所使用的是精度较高的仪器设备,不同于其它上教室课时使用的桌椅,对实验室仪器的保养及实验室内的卫生也有着很高的要求。实验完毕后注意仪器的保养:该擦洗的要擦洗,该涂润滑油的涂;地面该扫的扫,该拖的拖。有些仪器怕强光照射,窗帘该拉的要拉上,好的保养及卫生更有利于延长仪器的使用寿命。

(三)总结及反思。试验完成后除了按时上交实验报告外,还要及时总结和反思。总结在此次实验中遇到哪些问题,采用什么办法又是怎样处理的;与其它实验有何异同;有何收获,有何启发;实验过程中的步骤、选用法方、仪器调整等是否有改进的地方。总结和反思是为了能够更快更好更有效地做好下次实验。总之,物理上的任何一个伟大的成就都离不开实验,做好大学物理实验不是一件简单的事情。既要做好实验前的相关准备工作,又要做好实验中的具体事项,还要注意试验后的卫生等工作,才有可能更好地做好大学物理实验。

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1.教学内容过于传统和规范。目前的《大学物理实验》教学主要以基础实验为主,实行统一的大纲、教材和统一的考试,主要对一些成熟的实验方法进行验证和练习,在这种统一的规范下,这样培养出来的学生知识结构单一、思维局限性太强、缺乏个性、缺乏创新。

2.实验教学方式单一,教学效果不理想。传统物理实验教学主要是老师先讲解实验原理,然后根据实验内容讲解实验仪器及内容,有的实验还会进行实验演示,这样,学生只是被动地被灌输实验原理及内容,机械的模仿实验过程,按照固定的程序进行实验,因此,在实验过程中很难发现问题,更谈不上创新,而且,学生对这种教学方式缺乏兴趣,只是被动的完成任务,得到实验数据,拿到学分。3.由于受学时的限制,实验内容拓展性较弱,教师也只能根据学时安排一些相对经典的实验,对一些难度高、复杂的实验,老师也只能忍痛舍弃,学生也失去了很多进一步学习的机会。面对目前大学物理实验教学存在的问题,如何在有效完成实验教学任务的基础上,提高教学质量,并通过对“大学物理实验”的教学达到对大学生独立操作能力、创新能力和自主思维能力的训练和培养是“大学物理实验”教学改革的关键。

二、“大学物理实验”教学实践改革思路与实践。

1.教学内容的优化和学生主导地位的确立是“大学物理实验”教学质量提高的关键。“大学物理实验”的教学目的是全面培养学生动手能力的提高、素质的培养和提高。根据“大学物理实验”的定位,我们紧密围绕提高学生实践动手能力这个中心任务,结合本校实际情况,根据专业将本科生的实验分为工科、理科和农科三大类。在每一类里面,结合学生专业和课程设置,将实验分为三个层次,循序渐进的培养学生的动手能力和创新思维。第一层次,是必做的基础类实验,如传统的力、热、电、光等单项实验,如“扭摆法测刚体的转动惯量”“电源特性研究”“单缝衍射光强分布的测定”“通用示波器的使用”等。其教学目的是在大学物理课程学习的前提下,通过基础类实验初步培养学生理论联系实践的能力,锻炼学生的动手能力,通过这类实验,要求学生能独立地完成一般实验。第二层次,为综合类实验,本阶段实验涉及理论面较广,相对复杂,同一个实验可能会涉及到力、热、电、光和近代物理技术的综合应用。比如,“密立根油滴实验”“电流磁场的测定”、“电表的改装与校准”“光谱定性分析”等。学生可以根据实验目的自己设计实验方案,老师只起到解惑的作用。通过方案的设计、完善及实验的具体操作,培养学生的综合思维和创造能力,加强动手能力。学生通过完成综合类实验,从失败中补足知识的漏洞和操作的缺陷,从成功获得学习的兴趣和动力,在此阶段,学生运用知识和动手能力得到很好的训练。第三个层次,是设计类实验,是选择类实验,有意愿的学生结合自己的专业和兴趣点,提前申请并在老师的指导下,自行调研、选择课题,并根据查阅的资料写出调研报告、实验方案,通过老师和实验小组的充分讨论,确定实验方案,组装实验设备,完成实验。比如,植保学院学生设计的“液体表面张力的测定”,资源环境学院学生设计的“土壤粒径的测量方法改进”,机电学院学生设计的“光电检测技术应用”,生命学院学生设计的“望远镜及显微镜的组装”等都取得了很好的效果。这个层次主要以科研方式进行,主要引导、锻炼学生综合应用实验方法和技术的能力,学习发现问题、提出问题、解决问题的科研的思维和方法,培养他们的创新思维、能力及合作精神。在上述“渐进式”实验教学完成的过程中,学生主导了整个教学活动的,老师会解惑、辅导学生实验中遇到的问题,并提供学生所需实验设备和仪器,从而打破了传统实验教学中老师讲解、演示,学生模仿的被动局面,大大提高了学生学习的积极性和主动性,也激发了学生解决科学问题的动力和潜力,在实验的过程中,学生的动手能力、创新思维得到了很好的训练和培养,学生素质的提高也在潜移默化中完成。

三、结束语。

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建构主义认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定的情景下,借助于教师或同学的帮助,利用必要的学习材料,通过意义建构而获得的。因此,学习是必须在一定的情景下进行的过程。学习环境中的情景,必须有利于学生对所学内容的意义建构,所以物理实验教学情景的创设是物理教学研究的重要内容之一。著名心理学家布朗在《情景认知和学习文化》一文中提出了情景认知的观点,他认为知识是具有情景的,是在情景中通过活动与合作产生的;学习只有发生在有意义的情景中才是有效的;只有在情景中呈现的知识,才能激发学习者的知识需要,从而产生学习的动机和学习兴趣。在实验教学中创设情景使学生很容易产生解答问题的内在需要,形成探究的兴趣,对情景的结果形成积极的探究欲望。

物理新课程也将“科学探究”作为改革的突破口,并大力倡导开展实验探究活动,以提高学生的实验探究能力。但对于农村学校,学生基础知识储备少、发散思维能力不足,学生普遍感觉实验探究很难,往往难以找到“探究点”,不知从何探究、探究什么、如何探究。但学生对物理现象有较强的好奇心,对实验表现出非常浓厚的兴趣,对身边的生活现象和与物理有关的社会热点问题以及物理学科前沿内容表现出强烈的探究欲望。因此,要具体落实物理实验教学目标,有效地开展物理实验探究教学,首要的环节就是根据学生的实际创设实验探究情景:

贴近生活、贴近社会是物理新课程理念之一,落实到具体的物理实验教学中,就要求设置和创设真实的生活情景,使学生在真实的生活情景中学习物理知识,解决真实生活情景中的物理问题。

例如在八年级上册《汽化和液化》,探究水的沸腾这一节课中,首先让学生讨论煲汤时汤沸腾后是继续大火煲好还是改为小火煲好?没想到在日常生活中最为简单的“好与不好”的判断,引发了学生的热烈争论,产生了强烈的探究问题的欲望。接下来学生分成了“大火煲好”和“小火煲好”的两组对“水的沸腾”进行了探究,“小火煲好”小组的孩子还探讨了如何改变酒精灯火焰的大小,最后通过探究结果发现水沸腾后无论大火还是小火,水的温度都是保持不变的,综合分析后得出从节约能源的角度看,汤沸腾后小火煲汤好的结论。

整个探究过程学生个个热情高涨,以主人翁的身份投入其中进行自主建构。通过捕捉生活素材,把现实的、有意义的、富有挑战性的内容作为孩子进行主动地观察、实验、猜测、验证、推理与交流的有效载体,不仅能促使师生们围绕此情景展开热烈的讨论,加深学生对所学知识的理解与应用,还能帮助孩子获得对实验探究的积极体验与感受。

爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。兴趣是学习活动的强大动力,以趣味小实验创设实验探究情景,必能激发学生的探究热情。

例如在“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的教学中,我首先设计了一个“举起可乐瓶”的小活动,一位力气小的女生能轻而易举地举高一个装满水的大可乐瓶;偷偷在可乐瓶外表面涂上洗洁精后,再请一位力气大的男生,结果他使出全身力气也没有把可乐瓶举起来。正如麦克斯韦所说:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果。”通过这个对比实验,课堂气氛迅速活跃起来,孩子的好奇心和探究欲望一下被调动起来,这时再进行“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验探究活动,学生的思维被打开了。

通过实验中产生的各种现象来作为情景,更深入地来通过设计实验来研究这种现象,可使实验探究分为一层一层的研究,最终解决问题。

例如“探究凸透镜成像规律”,如果按教材一节课完成这个探究活动,我发现学生在自己探究的过程中根本不会选择合适的透镜,这样不仅时间不够,学生无法完成真正意义上的科学探究,不利于全班科学探究的课堂教学。于是整合教材的内容后,我把“探究凸透镜成像规律”整合在第三章《透镜及其应用》中,分成三个相互关联的实验探究进行教学。(1)结合第一节《透镜》,探究如何选择凸透镜并测量凸透镜的焦距。通过探究活动,学生掌握了测量凸透镜焦距的方法,了解了凸透镜的凸起程度与焦距的关系;(2)结合第二节《生活中的透镜》,根据光具座(0—90cm)来选择合适的透镜,并在光具座上观察凸透镜成像的性质。通过探究活动学生观察了凸透镜成像的性质,顺利地得出凸透镜可成“倒立、缩小”、“倒立、放大”、“正立、放大”三种像,并提出有个位置没有像。(3)探究凸透镜成像的规律。有了前面两个探究活动的铺垫,大多数学生可以顺利的投入到成像规律的探究,在实验、讨论,交流中得出了凸透镜成像的规律,并自行解决了没有像的位置是焦点这一问题。

这样的科学探究活动,学生热情高涨,思维活跃,主动参与程度大大提高。

物理教育给学生以知识,物理学史教育则给学生以智慧,培养学生的科学精神。新课改的任务之一是对学生进行物理学史教育。利用物理学史创设情境,可使学生体验探究过程,体验学习科学研究的基本方法,培养学生的科学探究精神和人文精神。

例如,九年级第十二章第五节“牛顿第一定律”的教学,原来的教学设计是教师先简单介绍牛顿第一定律的产生过程,然后把教学重点放在学生实验探究“阻力对物体运动的影响”。教学中我发现,虽然学生进行了实验探究,但是对牛顿第一定律的理解仍然是停留在表面上,教学效果并不理想。于是我改进了课堂教学,先围绕“牛顿第一定律”的产生方式,提出“为何牛顿第一定律被冠以牛顿的名字,而不是伽利略或笛卡儿?”这一论题,让学生阅读亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿的研究过程。阅读材料向学生阐述了亚里士多德和伽利略对力和运动关系的认识,渗透了亚里士多德的观点现在看来虽然是错误的,但当时也有它的合理性,说明已有的经验和背景对亚里士多德和伽利略认识力和运动起了重要作用。通过生生交流、师生交流,共同比较伽利略、笛卡儿和牛顿的研究,学生得出了伽利略和笛卡儿只是描述了物体不受力时的运动,而牛顿却揭示出了力和运动的本质关系。在充分展现“牛顿第一定律”在物理学的地位和价值中结束后,学生再进行分组实验探究,原来一节课都“探究”不出个所以然的内容,学生十几分钟就完成了,而且对“牛顿第一定律”的理解更加深刻。

这节课教师与学生先以阅读物理学史,再以分析和辩论等间接学习知识的形式来共同探寻知识的来龙去脉,了解科学概念、规律的产生、构建方式,但它通过模拟知识的产生过程,创设了进一步了解科学探究思维方式的情景,激发了学生实验探究的热情。

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大学物理实验教学的本质特征就是引导学员积极参与有结构的经验学习[2,3]。一方面是体现以学员为中心,让学员掌握一定的操作技能,熟悉常用的科学探索方法,加强理论知识的理解力,揭示各种现象的变化过程以及对这种变化过程的描绘和预测,在实验室把前人的经验通过仪器操作重现出来;另一方面以这些经验为指导对新问题进行探索,培养学员的创新思维和创新能力。因此,大学物理实验自主开放式教学应立足于“以学员为主体、教员为主导”,从人才培养体系的整体出发,激发学习兴趣,调动学员的积极性和主动性,学员作为课堂教学的主人,让学员主动融入教学活动的全过程,体会提出问题、解决问题、创造新事物的认知过程,培养学员的应用能力和创新能力,发展学员的创造性思维。从教员的角度来看,对学员在选题和进度上起主导作用,师生在针对学习目标的形成性评价中构成搭档关系,教员作为资源的管理者、支配者、指导者、组织者和研究者,教员能将内容个性化并批判性的对待;从课程的角度来看,自主开放式课程产生于学员个人和(或)小组的兴趣,自主学习过程占主导,问题是开放的、现实的,信息只在解决现实问题需要时寻求,知识作为学员合作探究的工具;从学员的角色来看,学员在教学中的任务、活动基于小组的合作与分工,应用知识发现、研究和解决问题,学员处于主体地位,能富有个性的解释和批判知识,而不是被动的在接受式中上课听讲、消化知识、学员积累储存知识以备将来之用。由此可见,自主开放式教学具有三个显著特点:(1)学习的环境宽松、民主。自主探究式教学中,学员可以自由自在地探索问题,大胆猜想、自由讨论,发表不同的观点。(2)课堂学习以自主探究为主。教学过程中,学员独立思考、合作讨论,知识由学员自己发现,困难由学员自己克服,能力由学员自己在自主探索中提升。(3)课堂上信息交流以多向交流为主。课堂教学中,信息交流的渠道是多向的:小组内组员之间的交流;集体讨论时全体学员之间的交流;实验过程中师生之间的交流等等。

自主开放式教学理念是根据大学物理实验教学的实践总结出来的,也是由大学物理实验教学的特点决定的。然而,如何使教材编写有意识地适应自主开放式教学,则需要认真思考。

正视实验教材编写中的矛盾。

目前的实验教材一般按照实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容和步骤、数据处理的顺序进行编写,特点是教材理论叙述简明扼要、具有整体逻辑性和个体分立性、指导性。在教材结构上分为四大块,即理论知识结构、仪器知识结构、实验方法结构、实验数据处理方法结构[4]。教材对各个结构都有很详细的介绍,体现了知识结构的全面与简洁、目的原理的明确与清晰、方法步骤的详尽与可行,循序渐进的思路。然而,当前的实验教材与自主开放式教学尚有一些不适应的地方:(1)建材体系不合理,力、热、电、光、近代物理分工过细,内容重复,综合性实验、设计性实验、研究性实验不足。(2)缺乏启发式、探究式引导,在论述实验原理和实验方法时虽然采用循序渐进清晰讲解的方法,但只是传输知识,学员在预习实验时只能被动地接受知识,缺少自主组织知识的开放体系。导致学员只要按照书中的步骤按部就班,基本无需做深入的思考就能完成实验,但学员对每一步实验操作的物理意义很少去领会,因此很难达到课程培养的能力、素质目标要求。(3)实验涉及到的目的、原理、方法、步骤等表述冗长,重点不够突出,学员在预习时容易产生厌烦情绪,看完即忘,不能有效预习,达不到预习的效果。学员很难通过阅读实验教材真正领会实验的设计思想,形成实验方案,因而达到举一反三的目的也比较困难。为此,调研了各类大学物理实验教材,在博采众长的基础上,根据自主开放式教学的要素重构教材结构体系,结合军校培养军事应用型人才的办学定位及长期的实验教学经验,编写一套基于自主开放式教学,注重培养学员思考与动手并举、举一反三与创新能力融合的实验教材。

实验教材的编写原则与基本构想。

尝试对实验教材的编写体系进行一些调整,在总体设计上,力求贯彻以学员为本的理念,注重基础性、实践性、探索性、开放性的有机统一,探索以循序渐进提出问题、引导学员找出解决问题的根本方法为目标,通过对实验内容的编排,诱导学员在步步思考中体会解决问题的具体技术问题,从而让学员领会每个实验的设计思想,促使学员经过深入的思考完成实验,在研究和探讨中形成自己的观点和独到见解,逐步培养他们的创新思维意识,提高创新能力。具体做法如下:(1)兼顾深度与广度。具有宽广的覆盖面和经典到前沿的纵深度,既有经典实验项目,又包含足够数量的其他实验项目,有利于开放性实验的开设和学员自主探索选题。给学员一个发展中的物理实验,将现代科技成果渗透到传统的经典物理实验中去,实现先进性与基础性的统一,激发学员的学习热情,缩短与现代科技的距离,注重现代信息技术在物理实验中的应用,充分发挥现代信息技术在物理实验中的应用。例如传感器技术、光谱技术、光纤技术、非线性电路中的混沌、超导磁效应等引入到大学物理实验,并注意军事应用价值。(2)建立实验的分层教学体系。依托基础实验,以“基本实验方法、实验技能、实验思想训练”为主,主要为基本量的测量、基本物理现象与规律的观察和分析、基本仪器的使用、基本测量方法和实验技能的训练,以及不确定度的计算与分析等[5,6],使学员通过基本操作与基础实验相结合,掌握技能。通过综合性、设计性、应用性实验[4-7],达到基础理论与基本技能的综合运用。压缩验证性实验,并尝试把一些传统的验证性实验如二极管的伏安特性、惠斯登电桥等改造为设计性或简单的研究性实验,增加ccd特性、光纤传感等综合性实验,加强应用性实验,如空气热机、光电传感器等。教员提出实验要求,学员独立设计实验的内容、实验方法和实验步骤,并独立完成整个实验过程。这些实验在学员掌握的理论知识基础上,以基本实验操作为主,大部分学员都可以进行。在此基础上,为部分有专长或爱好的学员开设研究性创新性实验,例如单摆混沌、阻尼共振特性、太阳能电池、磁悬浮等,进一步培养学员的综合分析问题、解决问题的能力,学员完成实验后,要提交一篇论文;学员为了能完成一篇质量较高的论文,往往多次重复实验、反复查资料、研究论文格式、推敲文字用词等,部分学员的论文达到了较高的水平,增加了学员对科学研究的兴趣。(3)突出第一任职需求,因材因专业施教。大学物理实验课是针对所有学员开设的一门公共课程,为了适应学员第一任职的需要,我们改变了不同专业学员开设相同实验项目的做法,根据不同的学科施以不同的教学内容和方法,因材因专业施教。例如通信指挥专业学员侧重电磁学,气象指挥专业开设粘滞系数测定、表面张力系数测定实验,工程指挥专业侧重力学等,充分体现自身的特色。

我们编写大学物理实验自主开放教学教材的理念是:从培养学员“自主学习能力”的基点出发,突破传统实验教材的体系,设计一个能循序渐进引导学员通过自主学习来解决问题,让学员通过思考掌握理论和技能,而不仅是按部就班完成实验。构建以基础性实验、综合性实验、设计和研究性实验为基础,从低到高、从基本到前沿、从接受知识型到培养综合能力型逐级提高的大学物理实验课程新体系,教材具有较宽的覆盖面和足够的实验项目,既体现科学的内涵、实验内容的更新,又要反映新技术、新方法、新设备等现代实验技术和手段,反映物理课程和体系改革以及实验教学改革和研究的成果;改变力、热、电、光、近代物理分工过细,内容重复,综合性实验、设计性实验、研究性实验不足的缺点;改变填鸭式的教学方法,对不同系科、专业进行不同内容的教学,因材、因专业施教;充分体现现代信息技术在物理实验中的应用,充分体现自身的特色。

工科大学物理实验教学论文

摘要:先分析mooc教学的优势与不足,再分析大学物理实验的现状及问题,后探讨在实验教学的环节中融入mooc的教学,完善大学物理实验教学,提高人才培养质量。

一、mooc教学的优势与不足。

mooc是大规模开放在线课程的简称,mooc是一个完整的教学模式,有学习者的参与,有反馈,有作业,有讨论和评价,有考试与证书,教学流程上并不比传统教学少。作为一种新型的学习和教学方法,mooc教学具有的优势是:易于使用,覆盖的人群广,自主学习,学习资源丰富。传统教学的开展要求师生时空上聚在一起,需要时间成本和空间成本,而mooc作为远程教学的一种形式,师生时空分离是它的一个特点,成本低廉的同时有利于个别化学习,再加上其丰富开放的学习资源,作为学习者无疑会乐于接受,并投身其中。mooc与传统教育模式相比也有它的不足:(1)学校作为一种特殊的组织机构,有自己独特的文化特性,并以物质的、制度的、精神的形态表现出来。校园文化能在潜移默化间给予学生文化浸润、文化陶冶及人文关怀,这是mooc无法比拟的。(2)传统课堂教学中老师语言表述、肢体形态等现场感染力对学生学习动因是极大促进,已经远远超越知识本身的获取,而mooc缺少课堂教学的现场氛围。(3)教育学中的一个非常重要原则———因材施教,开发每个学生的智力,培养个性化人才。然而在mooc的课堂中,全面地进行学习者特征分析是不可能的,出现优秀学生得不到鼓励关注而被埋没的情况,差生的情况也得不到更多的关注。因此,mooc与传统的教学模式之间不是一个简单的替代关系,而是一种融合、互补的关系。有人预言:“最后的结果可能是mooc中有大学,大学中有mooc。”mooc教学的意义,在于对传统教育教学模式的促进,通过参与式、自主与交互式学习模式,学生既是学习者又是教授者,既是知识的受众,又是传播者和创造者;全时空性的学习也有利于学生选择最佳学习时间,有效利用时间,提高学习效率,从根本上把学习主动权交给学生,发挥其学习主观能动,混合式教学的引入也便于教师实施“反转课堂”教学,可提高学生的参与度、批判性思维和学习态度。

大学物理实验是大学一门重要的基础课程,是一门实践课程。从课程目标上来看,一是要通过实验强化学生对理论知识的进一步认识,引导学生运用理论知识去分析和解决实际问题,培养学生创新能力。二是通过实验仪器、设备操作使用,实验过程中不断通过发现问题———分析问题———解决问题,学生正是反复在“错误”与“纠错”的过程中,他们的观察力、分析问题能力及实验操作能力得到提高与升华。学生只有真正走进实验室直接接触实验设备,通过尝试和探究才能形成深刻的感性认识,只有在实验室才能完成这一目标,实验教学的主要特点是实际操作,不同于其他课程,因此,mooc根本无法完全取代实验室教学。大学物理实验教学的现状与不足:(1)实验室资源有限,学生人数多,实验时间紧,必须在有限的时间内让学生完成实验内容。因此,要求教师必须少讲、精讲。常常会有顾此失彼的感觉,不同的实验,不同的教师存在很大的差异,影响实验教学的效果。(2)学生课前预习效果差。与理论课相比较,实验预习除了实验原理外还有实验设备的预习,仅靠书本对实验设备的描述及插图,学生很难对实验设备建立正确的、直观的形象,对整个实验的场景,操作步骤,可能出现的问题只能根据学生的经验、想象力去做一些猜想,导致学生之间存在很大差异,影响实验操作与实验结果。(3)课后复习环节薄弱。课后的实验数据处理,实验中的问题分析与讨论,实验内容及应用的'拓展是实验教学的重要环节,在这一环节中教师难于掌控,影响实验教学的效果。

mooc教学的重要环节是教学资源的建设,大学物理实验的mooc资源与理论课教学相比有它的特殊性,它应该包含实验原理、实验设备的工作原理与正确操作方法、实验系统的搭建,实验流程与数据采集等。mooc教学的特点之一———教学资源短小精干,给学生灵活性。因此必须把实验的内容拆分成若干个小的模块,制作教学视频资源,加深学生对实验原理的理解、为掌握实验设备的正确操作方法提供必要保障。mooc教学的另一特点———学习效果检验。因此在mooc资源各个模块中嵌入在实验原理理解中的重点、难点问题,实验操作的正确步骤,实验中的常见问题与错误,实验数据的分析与处理等,设计各个模块中练习与测试的问题,便于评价学生学习效果。mooc教学资源上网,利用网络优势对学生开放,实现资源的大规模共享,建立网上互动平台,实现学生与学生,学生与老师的互动与交流,使学生进入实验室以前对实验原理,实验设备的正确使用,实验操作步骤及注意的问题有了正确的认识,为提高实验教学质量打下坚实的基础。

大学物理实验的预习环节,利用mooc的大规模、开放性、在线特征,由学生自主学习,完成相应的练习与测试。老师在课前检验学生mooc学习的成果,并给出评价,计入预习成绩。老师实验课程的讲授,主要是与学生一起讨论mooc中存在的问题及理解中的错误。改变以前课堂上教师唱独角戏,学生被动接受的状况。学生主动参与,师生互动,调动学生的学习积极性,培养学生学习能力、分析能力及口头表达能力。解决了以前讲授内容多,时间长,学生操作时间缩短,有利于提高学生的实验操作技能。在学生实验操作阶段,老师还可以针对个别学生在mooc中的问题,实验中的具体问题进行面对面的交流与指导,也克服mooc中师生交流的短板与不足。利用mooc教学资源,学生完成mooc中的相应数据处理、实验原理、实验方法的拓展学习,提高学生实验数据处理的能力,完成实验问题的讨论与改进,提高实验报告的质量,达到提高大学物理实验教学质量的目的。

四、总结。

大学物理实验教学与mooc教学各有优势,两者不是简单的替代,如何实现两者优势互补是值得进一步探索的问题。不同的实验课题,mooc资源的建设也存在差异,需要精心设计与制作。大学物理实验教学过程中,如何与mooc有机融合在一起,也是值得每一位教师在教学实践中去探索。学生自主学习,师生交流互动,让学生更多地进行实验操作,培养学生实验技能,提高教学质量是大学物理实验教学改革的方向。

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物理实验教学创新的实施策略教育学论文

在当今日新月异的社会发展中,促进社会进步的重要手段是创新。创新是事物发展过程中量的积累,是量变过程。同时创新又是创造,是事物的突变,是一个全新事物和方法,是事物发展过程中的质变。目前,中华民族要实现伟大复兴梦,就必须要有全民族整体素质、科学水平的提高,而学校教育是培养民族创新精神、创新能力的主渠道,教师要明确创新教育思想、创新教育培养目标和实施方案,在教学过程中才能唤醒学生的创新意识,培养学生的创新精神,提高学生的创新能力,使他们敢于创新、善于创新。下面就初中物理实验教学中的创新教育谈谈我的一点感悟。

首先,教师的教学过程要具有创新意识,为学生树立创新的表率。无论教材提供的知识多么完整,由于各种原因总会留下缝隙,只要我们积极思考,善于“钻空子”,就会有所发现,有所创新。例如,在动量守恒的验证实验中,落点为什么会有较大的离散,原因应在碰撞的过程中被碰小球所处的支座与等大的入射小球轨道的末端不能严格在一直线上,两球不是对心正碰。要减小误差怎么办?教学过程要引导学生观察这一现象,分析其原因,再由学生提出减小误差的方案,选出最佳的方案表扬。只要事事处处做有心人,善于思考,就会设计出灵活多变的教学方案,培养学生的创新意识。

其次,教学活动要使学生保持旺盛的好奇心和求知欲,脑海中经常出现“为什么”三个字。“月亮为什么不会飞走?”“苹果熟了为什么会从树上掉到地面上”,牛顿对这些自然现象的观察,引发思考研究,得出了十六世纪自然科学最伟大的发现――万有引力定律。教师要在教学过程中,使学生养成多问“为什么”的习惯。例如:物理概念为什么要这样定义?物理规律如何来的?实验为什么要这样设计?做错习题时更要问为什么会错?知识联系实际的“为什么”是创新意识的升华。例如:为什么我们乘车时会看到远处的太阳向前走而近处的树木会向后走?雨后的天空为什么会出现彩虹?为什么彩虹呈圆弧形等等,坚持不懈地寻根问底就会激发创新意识。

然后,在教学中要培养学生的“质疑”精神。人的思维活动起始于问题,有疑问才会去思考。有疑问是学习新知识、产生新思想、发现新观点的起点,教师要营造一个宽松的教学环境,也就要创造一个和谐、平等的教学环境,使学生勇于发现问题,敢于提出问题,渴求解决问题,他们的创新意识就会得到培养和发挥。

教师在进行物理教学时,根据物理学科的特点,可以充分激发学生的物理学习兴趣,因此如何增加物理教学的趣味性,成了物理教师必须关注和研究的一个问题。为此,在日常教学中我积累了“趣味实验”、“课后小实验”等新的教学模式。在“趣味实验”教学模式中,是指以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生兴趣的一类实验。如声现象中的“木条听诊器听心跳声”,“土电话传声”,“自制水瓶琴”等;光现象中的“用水透镜点燃火柴”,“自制简易潜望镜”,“自制三色陀螺演示光的合成”等;热现象中的“烧不坏的手帕”,“人造小雪景”等;电现象中的“怒发冲冠静电实验”,“用高压感应圈模拟雷击实验”,“用一段漆包线和一个永磁体自制小电动机”等;力现象中的“水火箭实验”,“吹不落的乒乓球”等;在“课后小实验”教学模式中,是指由学生按老师的布置在课余时间独立完成的一类实验,实验器材多为日常生活用品或学生自制的器材。如“利用回声测教学大楼与你的距离”,“用自制三棱镜观察太阳光的色散”,“自制水果电池”,“自制简易滑动变阻器”,“用注射器自制潜水艇模型并演示其沉浮过程”,“自制密度计测盐水密度”等等。为了激发学生的实验兴趣,可以组织学生对实验结果进行评比,让学生在课堂上展示他们的成果。这类实验对于激发学生的探究兴趣,培养学生的动手能力,提高学生的科学素养具有重要的作用。

在物理课堂教学工作中,除了重视课程标准所规定的演示实验外,还增加了一些演示实验。我们在强化实验手段上,做了一些尝试:用演示实验创设情景,引入新课,理解、巩固和深化知识。对于激发求知欲,提高兴趣,启迪思路都有事半功倍之效。用演示实验解决抽象疑难问题,事实证明,具体形象要比语言文字更易记住,视觉刺激远胜于听觉刺激。另外,教师在做演示实验所表现出良好的实验素养也对学生有潜移默化的作用。因此,为了提高物理教学的整体水平,我们必须充分利用演示实验的特点,充分发挥实验在教学中的功能。为了增加学生的动手机会和加深理解物理知识,我们还增加了许多随堂实验,即边学边实验。它可以配合课堂教学内容,通过亲自做实验去探索和获取知识。对于一些可见度不高,不宜演示的重点实验和与课本知识密切相关的小实验,如:九年级的欧姆定律,电学中路端电压、内电阻的关系以及路端电压与外电阻的关系;或对于有些基本仪器的认识和使用,如:电表、秒表、温度计、滑动变阻器等等。随堂实验调动了学生的学习积极性,对于激发兴趣、促进知识的掌握具有现实意义,值得提倡和推广。、除此以外,还结合课本里的“小实验”,引导学生利用课外时间通过一些简单器材和自制仪器独立完成。如:初中学生学完“浮力”知识后学会制作潜水艇模型,学完“光的反射定律”后制作简易潜望镜,学完“安全用电”后学会安装照明电路,排除照明电路的故障;学完“照相机”后配合劳技课开设摄影讲座和组织摄影实践活动。配合学校科技节举办大型“扔鸡蛋”比赛活动,靠学生自己找器材,自行设计和制作,踊跃参与,大显身手,这次活动同学们至今还记忆犹新,意犹未尽。我们还组织学生学会修理弹簧秤,自制溢水杯等简单仪器和小家电的使用和维修,这样,不受教学大纲限制,形式多样,多渠道开设实践活动课,将理论与实践有机地结合起来,在活动中培养学生的科技意识、创造意识、竞争意识和实用意识,对于开发学生智力,丰富学生课余生活,提高学生科学素质和学习兴趣都是很有效的。

在物理实验教学中以后,实验做完了,结果出来了,我们的实验是不是就结束了?没有!教师对教学目标的完成情况进行评估,为制订下一个目标做准备,这是一个学科目标的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点,形成了相应的技能技巧,那么教师应该对学生学习过程进行总结,学生掌握了什么,超越了什么?谁做得最好?由教师和学生总结这个经验,从而形成再创新能力,这个环节是必不可少的。在以往的教学评价当中,往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生,在具有创新意识的教育教学过程中,这个评价方法自然也应该有所改进,而实验教学的评价成了其中的重点。我认为新的评价观点应该重视学生在实验中解决问题的能力,在实际操作时就应该努力避免死板、缺乏创造力的观点,这也是我在今后的教学中努力的方向之一。

总之,在初中物理实验教学中,创新教育的培养能使学生学会学习,开发智力提高素质,、不仅增加了锻炼的机会,还增强了适应社会发展的能力。因此,物理实验教学创新精神的培养,也会给我们培养新时代的适应现代化社会需要的人才提供一个切实可行的好方法。

大学物理实验论文范文

1)缺乏教学手段在实验前,教师通过灌输式教学法把实验内容介绍给学生,学生只需做好笔记,写好操作步骤和预期结果就算完成了教学任务。在实验中,指导老师通常事先安排好实验仪器,学生只需按照书中描述的方法和步骤进行操作,只要结果与书中描述的一致就算完成了实验,而不需要充分理解实验过程和实验现象。长此以往,学生只会被动接受教师的指令,这不利于学生素质和能力的培养。

2)消极对待实验由于大学物理实验的教学缺乏新意,学生片面地认为实验做不做都无所谓,只要知道结果就行了。这种学习态度导致了实验教学中经常出现学生旷课和迟到等现象。范文度还导致学生不仔细观察实验现象,不认真思考实验中出现的问题,不积极创新和改进实验方法。

3)客观条件限制影响实验教学效果的客观条件包括两个方面:一是实验仪器的损坏、实验场所的不足和实验经费的匮乏,这导致很多实验被迫取消;二是在有限的课堂时间内,学生既要熟悉各种实验仪器,又要进行实验操作,很难有时间分析和思考实验现象,这也影响着实验课的教学效果。

总体架构。

根据任课教师和学生提出的教学建议,我们设计了适合我校的大学物理仿真实验平台,并在该仿真实验平台上设定了三个角色:学生、教师和管理员。学生可以通过用户名和密码进入本系统中的学生模块,学生模块包括实验前、实验和实验后三部分。在实验前部分,学生通过预习掌握实验仪器的使用,并对虚拟实验做进一步的了解,为下一步的虚拟实验做准备;在实验部分,教师组织学生在规定的时间内,完成虚拟实验;在实验后部分,学生分析实验的结果和现象,并填写实验报告。教师可以通过工号和密码进入本系统中的教师模块,教师模块包括教学信息发布子模块、实验资料发布子模块、实验结果管理子模块和虚拟实验管理子模块。教学信息发布子模块主要用于发布教学信息,其作用是提醒学生学习相关的教学内容;实验资料发布子模块主要用于公布大学物理实验的教学大纲、相关课件和注意事项等内容,学生只能查阅教师发布后的实验资料;实验结果管理子模块主要用于教师评定学生的实验结果、实验心得和实验成绩;虚拟实验管理子模块是本平台的重要组成部分,也是我们设计仿真实验平台的一项重要内容,通过虚拟实验管理子模块,教师可以设置和制作虚拟实验项目。管理员可以设置实验人员的权限,限制实验人员的数量,还可以管理新闻公告模块和互动交流模块,以更好地为学校师生服务。

仿真实验平台中实验项目的制作。

为了保证学生做好仿真实验,教师需要制作仿真实验项目,所需要的实验素材主要从以下三个方面得到。

1)仿真实验平台中的“实验仪器”应与实际使用的实验仪器一致,这些“实验仪器”的图像通过照相机获得,再经过计算机软件处理,就可以成为仿真实验平台中的“实验仪器”。如仿真实验平台中的滑动变阻器经photoshop软件处理,得到了动态的滑片和静态背景。

2)为了实现仿真实验中学生与平台的交互性,我们增加了动态元件的响应事件。如在flash环境下,我们增加了滑动变阻器滑片的左右移动操作,设定了移动过程中不同位置所对应的电阻值。

仿真实验平台的特点。

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摘要:大学物理实验可以培养学生的动手能力和创新能力。文章就各大高校的物理实验的教学情况进行深入分析,发现目前大学物理实验教学的不足之处,并对在大学物理实验教学中如何提高学生的创新能力进行分析。

物理学是一门研究物质结构和运动规律的科学,以实验为主要内容。从古至今,很多发现和改革都离不开物理学,比如:第一次工业革命时的蒸气机的发明,使工厂代替了手工市场;第二次工业革命时电力的兴起,创造了新的交通工具,革新了通讯手段。科技改变了整个时代,而诸如此类的改变都离不开创新。所谓“创新”,是创新思维和意识、创新精神和能力的智力上的心理品质与非智力的心理品质的有机结合与升华,并由此产生的创造性活动[1]。在物理实验中存在大量的创新,如实验仪器和内容的创新、实验过程的创新及实验层次的规划创新等,都属于对学生的创新能力的培养,具体表现在学生如何进行物理实验和学生对于物理实验的自主性。当今时代,随着科技的快速发展,适应知识经济和市场经济的需要,创新在任何时候都不会过时。各类高校更需要培养具有创新意识、创新性思维和创新精神的人才,且懂得理论联系实际,才能更好地应对当代的工作需求[2]。然而,针对大学物理实验教学的调查研究显示,高校教育在培养学生的创新意识及能力方面不尽如人意。现对大学物理实验教学进行阐述,并对如何提高学生在大学物理实验上的创新能力进行分析。

大学物理是理工科类学生进入大学的基础学科,大学物理实验课程是一门考验学生动手能力和创新思维的基础课程。这门课程的目的是加强学生对课堂所学知识的理解和对一些理论的验证能力,另外,还可以提高学生的实际动手能力,培养学生的思维能力。做好一个物理实验,首先要搞清楚实验的目的,以及物理实验的基本概念,之后要懂得具体的实验方法、实验仪器与实验的预期结果。大学期间的所有物理实验培养了学生熟练地操作仪器、精准地测量任何物理量、准确地计算和分析实验数据并得到结论的能力。同时,学习如何设计实验。这些是其他学习方式无法替代的。

义务教育阶段和高中物理课中的实验教学处于落后地位。由于应试教育的影响,在中考和高考的大环境下,实验成绩占分数的百分比极小或为零,以至于大部分学校注重理论学习,忽视实验教学。导致大学期间,学生仍然有类似的行为:放弃或不重视实验学习[3]。另一方面,各类学校对于实验经费的投入相对较少,实验所需仪器不健全,磨灭了学生的学习热情和教师的教学热情。在实验内容和设备方面,大学物理实验所教的实验项目内容过于简单、陈旧,实验仪器得不到改进,实验方法得不到更新,不能紧跟科技发展步伐来学习。更重要的是,实验与科技发展严重脱节。学校不能根据细致专业的划分来安排物理实验的学习,没有针对性,无法体现专业的优势与学习。在实验教学方式方面,教师的教学手段较落后,教学方法单一,导致学生对于物理实验无法产生兴趣,不能重视实验的学习。从另一面来说,当前的教学方式抑制了学生的创新思维和能力,更加不利于学生创新能力的培养,学生只能作为聆听者被动地学习。结果只会与培养学生的创新能力的目标背道而驰。

物理实验以理论为基础,在教师的指导下,通过对实验现象的观察,来判断实验的进程,分析实验数据,得到科学的结论。在环境不同的情况下,实验条件也会随之变化。因此,懂得如何根据条件的不同去改变实验方法,也是学生应该具备的能力之一。所以,在此过程中,教师需要与学生默契配合,以学生为主体,教师辅助。在此模式下,让学生开阔思路,勇于创新,不局限于课本的实验内容与方法。即是实验,就不可避免地会失败,但重要的是学生能在反复改进实验方法、反复进行实验的过程中不断地提升自己的实验能力和创新能力。

(二)物理实验使学生能学会理论联系实际。

当今社会需要的是全面发展的人才,国家注重人才的培养。1995年开始实施科教兴国战略,确立科技与教育是兴国的手段与方针。所谓“教”,就是上行下效,学生在学习教师所教授的内容;“育,养子使作善也”,就是培养学生多做好事。当然,教育不只是停留在理论知识上。物理实验的教学旨在增强学生理论联系实际的能力,是培养学生拥有较强的实践能力的重要环节之一。实验的教学目的在于使学生巩固所学的理论知识,提高学生在实践中的观察能力、动手能力和分析与解决问题的能力[4]。在对实验目的、方法的落实,以及实验数据的处理过程中,学生可以不断拓宽思维,结合理论知识,联系实际问题,不断创新。而实验作为一种科学活动,是学生亲身实践书本内容、更深入地学习一门学科的必经之路。其过程繁琐艰辛,可以增加学生的严谨性和不断创新的探索精神。

(一)采用bruner发现法进行教学。

现如今的大学物理的教学,教师仍然采用单一的方式教授学生课本知识,注重经典概念和理论的讲授。这仅仅是告诉了学生理论存在,学生知其然却不知其所以然,更缺少质疑精神。科学的发展很大程度源于质疑和猜想,例如,“日心说”这一举世公认的真理在产生之前,“地心说”在天文界长期占据统治地位。然而,面对“权威”,哥白尼并没有退缩。他通过不断收集资料和观察,提出了“日心说”的假说。最后,伽利略的天文望远镜的发明,真正证实了哥白尼的“日心说”是正确的。从“地心说”到“日心说”,经历了一千多年的等待。如果没有创新精神的驱使,“地心说”的理论或许仍被世人认同。发现法的教学是以在掌握好基本理论、假设和概念之后,准备好验证理论的正确性所需要的实验资料与仪器,在教师的指导下,学生自主进行物理实验的设计,探索物理实验定律的由来与原因、物理定律的推导过程,以拓宽思路,进行创新思维的培养[5]。例如,关于电学实验中的串联并联的原理、磁生电和电生磁的实验现象及其在生活中的应用,在对其理解透彻之后,学生可以自制简易发电机,通过不断思考和教师的适当指导完成实验,在理论联系实际的同时,提升自身的创新能力。

(二)实验仪器和实验内容的更新变化。

实验仪器是实验教学过程中必不可少的教学工具。实验仪器的种类可以决定实验方法的选择,如果满足于会使用传统实验仪器,则只能进行简单的教学实验,不能体现实验课程的优势、达到实验教学的目的。随着经济的发展与科技的进步,实验仪器也需要不断更新换代,才能让学生不会与创新科技渐行渐远。同时,有助于学校的毕业生不与社会脱节,可以适应工作的需要。此外,大学物理实验仪器应比中学的实验仪器有所进步,科技感更强,这样才能提高学生的兴趣和学习的热情。

(三)期末考核方式的改革。

传统的仅以学生期末考试成绩为指标的考核方式抑制了学生学习的积极性,很难保证教学质量。因此,教师应适当改革期末考核方式。学生的期末成绩除试卷考试成绩外,还应包括平时作业的完成程度、实验报告的完成情况、实验中创新项目的情况等。其中,实验报告的完成情况、实验中创新项目的情况是对学生创新精神培养的有力督导,能促使学生主动提出自己对于实验的看法和解决实验问题的新方法[6]。教师还可通过一题多解来促进学生发散思维的提升,有效提高学生的创新能力。同时,教师应对学生的实验报告和创新项目的完成情况给予客观评价,根据不同价值水平给予不同的分数。因为无论结果如何,只要学生已开始思考并进行发散性思维活动,就是教学的成功。另外,教师可适当引入激励机制,激发学生参与的热情。

(四)实验的自主性。

自学能力是大学生必须具备的基本素质。在大学物理实验课堂中,教师仅靠一人之力调动学生的积极性的做法是不现实,还需要学生自身拥有创新意识和创新能力,教师仅仅作为学生学习的指导者。在实验过程中,教师可采用开放性实验题目,且不再直接提供实验目的、方法和步骤,所有实验过程都需要学生自主创新,学生提前查阅相关资料后,自己定制实验方案和所需的实验仪器,完成开放性实验题目所提出的要求。教师还可进行设计性实验,给定固定的实验仪器,要求学生以不同的方法测量出一个物理量。设计性实验更加注重学生的自主创新能力,更能培养学生的创新思维。且学校实验室应不只在实验课中开放,而要保证即使是课外时间,学生也能进入实验室学习:或在实验室巩固当天所学知识,或进行开放性实验课题。总之,实验教学不仅能使学生的理论知识得到强化,还促进其自主创新能力的提高[7]。

四、结语。

科技的不断进步所需要的人才越来越全面,培养学生的创新能力的重要性不言而喻。而大学物理实验可以培养学生的动手能力、理论与实际相结合的能力和自主][创新能力,是其他学科不能代替的[8]。当前的大学物理实验教学方式还存在不足,以上提出的对大学物理实验的教学方式做出相应的调整的策略,可适当提高学生的创新能力。

作者:熊智慧单位:成都师范学院。

参考文献:

[1]夏桂珍,王继东。大学物理实验中学员创新能力的培养[j]。武警工程学院学报,2002,18(6):9-10.

[3]杨庆华,胡银泉。提高学生提出问题能力的教学策略[j]。中国职业技术教育,2007(7):63.

[4]樊雅平,黄生学。大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践[j]。中国成人教育,2012(5):144.

[8]李青。培养学生创新能力深化大学物理实验教学改革[j]。高等财经教育研究。

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